三期工程至1961年全部竣工投产，此时装机容量达11.5万千瓦，为当时江苏省装机容量最大的火力发电厂，在当时承担了全省三分之一的发电任务。1993年12月，江苏省电力公司独家投资对下关发电厂进行技术改造，拆除旧机组，新装2台12.5万千瓦机组，引进芬兰烟气脱硫装置，采用四电场静电除尘。1997年7月底工程正式开工。1998年12月第一台机组建成投产，1999年7月第二台机组竣工投产，脱硫等环保装置同步投入生产。2003年电力体制改革，下关电厂划归全国五大发电集团之一的大唐集团。2009年，国家发改委核准电厂