В начале 80-х годов проектным институтом «Алматыгидропроект» был разработан проект строительства Мойнакскай ГЭС на реке Шарын. В 1985 году по разработанному проекту началось строительство сооружений и плотины Бестюбинского водохранилища. В 1992 году в связи с прекращением финансирования проекта строительные работы были приостановлены.
В соответствии с Постановлениями Правмтельства Республики Казахстан №384 от 09.04.1999г., «О программе развития электроэнергетики до 2030 года», №161 от 22.02.2005г., «О дополнительных мерах по развитию гидроэнергетики в Республике Казахстан» и № 1143 от 21.11.2005г., «О строительстве Мойнакской гидроэлектростанции» Правительством было принято решение о возобновлении проекта «Строительство Мойнакской ГЭС на реке Шарын». Проект «Мойнакская ГЭС на реке Шарын» выполнен Чендуским проектно-изыскательским институтом (КНР) совместно с ТОО «Казгидро».
Интерес к проекту вновь возник в начале 2000-х годов, в связи с ростом энерготребления в Казахстане. В 2005 году было принято решение о возобновлении строительства ГЭС, в этом же году начались работы по расконсервации строительной площадки. Завершение строительства ГЭС было запланировано на 2011 год (первоначально — на конец 2009 года, однако дата окончания была перенесена в связи с задержкой финансирования)
- 2005 год — расконсервация объекта;
- 2006—2008 годы — работы по завершению строительства Бестюбинского гидроузла (плотина, водосбросные сооружения);
- конец 2009 года — завершена отсыпка плотины Бестюбинского гидроузла. Пройдено 4,2 км деривационного тоннеля. Заказаны гидротурбины;
- август 2010 года — проходка деривационного тоннеля близка к завершению, завершено большинство строительных работ по зданию ГЭС. Пуск станции намечен на 11 декабря 2011 года;
- 24 сентября 2010 года — окончена проходка деривационного тоннеля;
- 9 декабря 2011 года — ГЭС запущена в эксплуатацию;
- 2012 году выработано электрической энергии – 503,98 млн. кВтч;