En betydelig ekspansjon skjedde på midten av 1900-tallet da Dounreay kjernekraftverk ble etablert i Dounreay i 1955, 14 km vest for byen. Ankomsten av arbeidere knyttet til kraftstasjonen forårsaket en tredobling av befolkningen i Thurso; folketellingen fra 1951 ga et tall på 3000, men dette hadde økt til 9000 innen 1971. Dette førte til at rundt 1700 nye hus ble bygget i Thurso og nærliggende Castletown, en blanding av lokale myndighetsboliger sammen med private hus og leiligheter bygget av United Kingdom Atomic Energy Authority. Kraftverket ble avviklet på slutten av 1900-tallet, er det anslått at stedet ikke vil bli ryddet for alt avfallet før på 2070-tallet, og vil derfor fortsatt innebære lokale arbeidsplasser.