Stavba elektrárny započala v roce 1967. První z reaktorů byl spuštěn v červenci roku 1970, takže výstavba prvního reaktoru trvala pouze 3 a půl roku. Výstavba druhého započala v roce 1968 a spuštěn byl v roce 1972. Poslední reaktor začal být budován v roce 1972 a již na počátku roku 1976 se dočkal svého spuštění. Celkově byly postaveny tři tlakovodní reaktory typu PWR s výkonem 340 MW, 500 MW a 826 MW. V roce 2015 bylo kvůli havárii jaderné elektrárny Fukušima Daichii rozhodnuto o odstavení prvních dvou nejstarších reaktorů, takže současná kapacita elektrárny Mihama je jen 826 MW.