En décembre 1963, EDF ouvre au Havre le chantier d'une importante centrale thermique qui s'achèvera en 1983 avec la mise en service du dernier groupe turboalternateur. La création d'une centrale thermique dans un contexte de production nationale s'appuyant sur l'hydraulique mais surtout sur le développement du nucléaire civil peut sembler incohérent. Mais la mission assignée à la nouvelle usine justifie ce choix : par sa capacité à faire varier sa production en quelques heures, la centrale du Havre va assurer un rôle d'ajustement rapide dans la production nationale d'électricité et garantir ainsi la régulation du réseau national, notamment lors des périodes de forte consommation.

L'usine est construite au bord du bassin Théophile Ducrocq sur un terrain de 33 ha entièrement conquis sur l'eau nécessitant le coulage de pieux en béton armé de 25 mètres de profondeur.

Sur les six groupes turboalternateurs initialement prévus, quatre seulement sont installés : en 1968 (unité 1 : 250 MW charbon), 1969 (unité 2 : 600 MW charbon), 1970-73 (unité 3 : 600 MW fioul), 1970-83 (unité 4 : 600 MW charbon). La centrale du Havre dispose donc, avec ces 4 unités, d'une puissance totale installée de 1450 MW, soit l'équivalent d'une grosse tranche nucléaire. Elle utilise pour principal combustible du charbon importé d'Afrique du Sud, d'Australie, du Canada, de Colombie, de Pologne, des Etats-Unis qui est brûlé dans d'immenses chaudières dont la plus importante mesure plus de 100 m de hauteur et pèse plusieurs milliers de tonnes. La vapeur produite fait tourner un énorme turbo-alternateur. Le refroidissement des condenseurs et de l'ensemble turbine-alternateur est assuré par l'eau (de mer) du bassin Théophile Ducrocq et rejeté dans l'estuaire par des conduites passant sous le bassin. Ces installations utilisent chaque année 630 millions de m3 d'eau de mer, restitués intégralement sans pollution.

Depuis sa mise en service en 1968, la centrale du Havre a fourni 170 milliards de kWh. En 2008, lors de l'enquête d’inventaire, trois seulement sont encore utilisés : le premier groupe (250 mW), le deuxième et le quatrième groupes (600 mW chacun), soit une puissance totale installée de 1450 MW. Le troisième groupe fonctionnant au fuel est définitivement arrêté. Le quatrième groupe, qui correspond à la tranche la plus moderne, assure 50% de la production du site. Sa production durant les années 2000 est de l'ordre de 3,35 milliards de kWh par an, ce qui représente environ 1% de la production totale d'EDF.

La centrale électrique du Havre constitue, avec celle de Cordemais implantée sur l'estuaire de la Loire, la plus importante unité française de production d'électricité à partir d'énergies fossiles en activité. Son fonctionnement est assuré par 335 agents auxquels s'ajoutent 300 salariés d'entreprises extérieures intervenant quotidiennement sur le site. Le charbon, utilisé comme combustible, est déchargé à quai au poste minéralier situé sur le bassin de marée Théophile Ducrocq, auprès de la centrale, puis acheminé par tapis transporteurs jusqu'au parc à charbon de l'usine où il est stocké à l'air libre. Ce dernier assure une réserve de près 350 000 t de combustible. L'alimentation des chaudières en combustible s'effectue à l'aide d'un convoyeur aérien qui dessert l'ensemble du parc sur 3 km de long. Le parc à charbon est divisé en trois aires de stockage, séparées par des engins qui déversent le combustible au rythme de 3 000 t/h. Avant d'être injecté dans les chaudières, le charbon, qui a été préalablement traité dans la station de criblage installée sur le parc, est réduit en fines particules dans un pulvérisateur. Les réservoirs installés au pied des cheminées sont destinés au stockage du fuel léger exclusivement utilisé pour l'allumage des générateurs.

Après le groupe 3 arrêté en 2006, les groupes 1 et 2 ont mis à l'arrêt leurs chaudières et turbines en 2013 et 2014. Après la décision prise en 2017 par le président de la République, Emmanuel Macron, de fermer les centrales à charbon en 2021, le groupe 4 cesse son activité le 31 mars 2021.