В 1961 году комиссией в составе представителей Госплана БССР, Управления энергетики СНХ БССР и Львовского отделения ВГПИ «Теплоэлектропроект» было произведено обследование возможных площадок для строительства электростанции – первоначально Новой Белорусской ГРЭС. Комиссия обследовала в общей сложности 14 площадок в восточных районах БССР, в том числе 7 на берегу Лукомльского озера Чашникского района. В результате технико-экономических сравнений и обоснований для строительства ГРЭС рекомендовалась площадка на восточном берегу Лукомльского озера. 

Постановлением ЦК КП Белоруссии и Совета Министров БССР от 24 февраля 1962 года №96 было принято предложение Госплана БССР и Госкомиссии Совета Министров БССР о размещении строительства Новой Белорусской ГРЭС мощностью 2400 МВт на восточном берегу озера Лукомльского (Чашникский район Витебской области). 

Февраль 1964 года – памятная дата в истории станции. В этом метельном месяце спящую под снежным одеялом землю разбудил рокот моторов. Это начались подготовительные работы по сооружению энергогиганта. ЦК КПБ и Совет Министров БССР постановили считать Лукомльскую ГРЭС важнейшей стройкой республики. А позже она стала комсомольской ударной стройкой.