Вопрос об устройстве в Николаеве электрического освещения впервые был рассмотрен на заседаниях Николаевской городской думы и комиссии по благоустройству города Николаевской городской управы 1895 года. И уже в ноябре следующего года комиссия по благоустройству города выработала проект условий, состоящий из 41 пункта, согласно которым Николаевское общественное управление объявило конкурс на право устройства городской электрической станции, которая должна поставлять электроэнергию для освещения городских зданий, сооружений и частных домов.
С предложением об устройстве электрического освещения в Николаевскую городскую управу обратились различные фирмы, общества и частные предприниматели. На заседании городской управы в июне 1899 года, после рассмотрения всех предложений право на устройство электростанции было предоставлено акционерному обществу «Сименс и Гальске».
10 февраля 1901 николаевским нотариусом Л.Л. Исаченко был заверен контракт, заключенный и подписанный представителями Николаевской городской управы и уполномоченным АО российских электротехнических заводов «Сименс и Гальске» М.В. фон Деши. Согласно контракту АО «Сименс и Гальске» обязалось устроить в Николаеве «за счет аласных материалов и своими рабочими электрическое освещение» (до марта 1902 года). Место для возведения електростанциии было избрано у Каботажной гавани из-за близости коммерческого порта, судостроительного завода «Наваль» и элеватора - основных потребителей электроэнергии. За все работы по устройству электрического освещения в Николаеве городская управа должна была выплатить АО «Сименс и Гальске» 305 000 руб. Кроме того, после ввода в эксплуатацию електростанциии общество обязано управлять и содержать все сооружения и производство освещения в течение двух лет за отдельную плату в 14 000 руб. в год.
Устройство электрического освещения в городе складывалось по возведению здания центральной электрической станции с машинным и котельным помещениями; устройства на станции трех водотрубных котлов (каждый с поверхностью нагрева в 132 кв. м и рассчитанных на 10 атмосфер рабочего давления со «всей законной арматурой и гарнитурой для отопления углем»); установки трех вертикальных паровых машин системы «Компаунд» с поверхневою конденсацией, которые развивали каждая при девяти атмосферах начального давления в коробке золотника малого цилиндра и 200 оборотах 175 действительных лошадиных сил на вал; установления мостового крана подъемной силой в 5 тонн; установку трех динамо-машин постоянного тока, развивали каждая 112 кВт при напряжении в 550 вольт, и двух шунтирующих динамо-машин постоянного тока, развивали 22 кВт при напряжении в 275 вольт; поставку и установку всех необходимых приборов для генераторов, выпрямителей и т.д.; устройства ремонтной мастерской и лаборатории; установку ламп и проводов для частного и уличного освещения.
19 июня (2 июля по новому стилю) 1902 года Николаевская городская дума приняла в эксплуатацию завершенную строительством электрическую станцию. В том же году были изданы «Правила по установке и пользованию электрическим освещением в г. Николаеве», согласно которым установление сети проводов внутри частных и общественных зданий осуществлялась городским общественным управлением или частными предпринимателями, однако контроль и удостоверение установок было предоставлено АО «Сименс и Гальске ». За присоединение домашних установок к общей сети городское общественное управление взимало плату 1-4 руб. за лампу в зависимости от количества ламп и расстояния до уличного проводника. Плата за освещение осуществлялась по счетчику в зависимости от количества затраченной энергии или по установленным тарифам (без счетчика). Проверка счетчиков осуществлялась управлением бесплатно каждые 3 месяца.
В июня 1902 года станцией и сетью проводов заведовал на правах электротехника крестьянин В. Гренков, который имел свидетельство Императорского технического общества об окончании обучения в школе рабочих-электриков. По заявлению представителя АО «Сименс и Гальске» А. Йогансона о недопустимости управления электростанцией надостаточно квалифицированного рабочего руководство станции приняло инженера-электрика К. Рекач. В начале 1904 года штат елктростанции состоял из 29 работников.
Сначала котлы городской электростанции питались водой из реки Южный Буг, от чего в трубах котельной создавалась значительная накипь, что приводило к необходимости проведения чистки, замены асбестовым колец и самих труб (позже результаты лабораторных исследований показали, что речная вода близка по составу к морской). В июне 1904 года был устроен временный водопровод из старых котельных труб от насоса в колодец во дворе. Результат оказался блестящим - за три месяца работы водопровода не было заменено ни трубы, поэтому уже в сентябре городская управа разрешила питания котлов этой водой, заменив старые трубы новыми, выделив на это 205 руб. Чугунные трубы для электростанции поставлял николаевский завод братьев Доньских.
Рост города, промышленности и, как следствие, увеличение количества потребителей электроэнергии нуждались расширение электростанции и увеличения ее мощности. Поэтому на заседании городской думы 9 октября 1907 было решено приобрести для городской электростанции в дополнение к трем существующим четвертый котел фирмы «Фицнер и Кампер» стоимостью 8 020 руб. А на заседании 12 февраля 1908 года было решено ассигновать следующие суммы: на приобретение паровой машины в 170-200 д.к.с. - 8000 руб., Машины Дизеля в 250 д.к.с. - 44 500 руб., на расширение электростанции - 9 700 руб., на покупку двух динамо-машин - 20000 руб. Вместе думой было выделено 91 220 руб.
На заседании городской управы 12 февраля 1911 года было принято решение о заключении соглашения с Первым российским страховым обществом по страхованию николаевской лектростанции со зданиями и машинами на сумму 250 000 руб. с выплатой страховой премии по 3 руб. 10 коп. из тысячи, с условием устройства четырех наружных гидрантов у станции.
Для увеличения мощности электростанции в 1908 году была изготовлена и установлена судостроительным заводом «Наваль» четырехтактный вертикальный трехцилиндровый дизель-динамо № 1 постоянного тока мощностью 166 кВт 500/600 вольт при 175 оборотах. В марте в 1910 года АО машиностроительных заводов «Аугсбург-Нюрнберг» отправило в Николаев заказ Николаевской городской управы для электростанции на 41 000 руб.: трехцилиндровый тепловой двигатель «Патент-Дизель», который развивал при 175 оборотах в минуту 250 д.у. с. для соединения с динамо-машиной.
В марте в 1910 года городская электрическая станция имела 617 абонентов, напряжение в сети составляло 440 вольт, был построен резервуар для хранения нефти на 10000 пудов, начато строительство мастерской при станции. В здании городской управы была оборудована лаборатория для проверки и ремонта счетчиков и фонарей. Валовая прибыль электростанции за 1909 год составила 145 791 руб. 97 коп., чистая прибыль - почти 20000 руб.
В 1912 году был изготовлен и установлен судостроительным заводом «Наваль» четырехконтактный вертикальный четырехцилиндровый дизель-динамо № 3 постоянного тока мощностью 235/300 кВт 460/600 вольт при 160 оборотах.
В 1913-1914 годах были изготовлены и установлены АО «Аугсбург-Нюрнберг» три дизель-генератора №№ 4, 5 и 6, каждый горизонтальный двухцилиндровый двойного действия четырехконтактный дизель-генератор трехфазного переменного тока мощностью 450 кл. в амп. или при cos j = мощность 360 кВт 6000 вольт при 150 оборотах в минуту и 50 период. в секунду. Для преобразования тока с переменного на постоянный и наоборот на электростанции были установлены два преобразователя (умформера) мощностью тока 350 л.с. 6000 вольт, 23,5 амп. 50 периодов и 750 оборотов, и постоянного тока 295 л.с. 600 вольт 392 амп. при 750 оборотах.
В связи с пуском электрического трамвая в 1914 году на электростанции было установлено буферную аккумуляторную батарею емкостью 444 ампер-часов и вольтододаткову машину системы "Пираньи". Распределительное устройство электростанции занимало два этажа: на первом были размещены шины переменного тока, масличные выключатели, измерительные трансформаторы, понижающий служебный трансформатор 6000/220 вольт и защита электростанции от перенапряжений роговыми громоотвод и алюминиевыми разрядниками. Второй этаж распределительного устройства был занят щитом фидеров постоянного тока и пультами для переменного тока.
В 1916 году электростанцией было отпущено абонентам для освещения 567477 кВт/ч, из них 40000 кВт/ч - для кинематографов, театров и зданий) - 357613 руб.