Comenzó a construirse en el año 1975. Su propietario era una sociedad constituida por Sevillana de Electricidad e Hidroeléctrica Española (hoy Endesa e Iberdrola respectivamente).
Iba a estar compuesta por dos reactores: Valdecaballeros I y Valdecaballeros II. 2 subestaciones eléctricas estaban destinadas a la evacuación de la energía producida por sendos reactores. Durante su construcción, llegaron a trabajar en el recinto más de 4.000 personas y, durante aquel periodo, el municipio llegó a contar con varios hoteles y restaurantes para prestar servicio a los trabajadores.
Pero es en 1984 cuando se empezó a realizar una reestructuración de los proyectos nucleares en España y la moratoria nuclear (suspensión temporal del desarrollo de políticas de construcción y puesta en marcha de centrales nucleares) se consolidó finalmente en 1994 con la Ley de Ordenación del Sistema Eléctrico (Ley 40/1994, de 30 de diciembre). 3 años antes se habían paralizado las obras de la central- además de las de Lemóniz, Trillo, Regodola y Sayago. En aquel momento, el reactor Valdecaballeros I estaba finalizado a un 80% y Valdecaballeros II al 60%. Tras su paralización, ni esta central ni el resto de las nombradas llegó a ser puesta en funcionamiento.
El conjunto de la central estaba compuesto básicamente por 3 edificios, 2 más grandes a los lados, que son gemelos, los cuales iban a albergar los reactores, y 1 más pequeño en el centro. El edificio I donde estaba alojado el primer reactor estaba casi totalmente acabado y listo para la realización de las pruebas nucleares sin combustible. Llegó a tener instalado el reactor nuclear, aunque parado, que es la antesala de su puesta en funcionamiento.
El edificio II ubicaría el segundo reactor, estaba totalmente construido a falta de completarlo con la equipación técnica, la mayoría de este equipamiento estaba ya comprado y almacenado a la espera de su instalación. Y, el edificio III, y más pequeño, serviría para almacenar los residuos de baja actividad y daría acceso a cada uno de los otros dos edificios.
Dentro de las obras que se realizaron para la puesta en marcha de la central, se compraron también unos terrenos sobre el cauce del río Guadalupejo para la construcción de la presa y embalse que abastecería de agua y refrigeraría la central. Actualmente, también se encuentran abandonados y su aprovechamiento es únicamente ganadero. Tras su abandono y con el paso del tiempo, parte de la central fue saqueada por ladrones y algunos propietarios o usufructuarios que se llevaron todo aquello que aún podría tener valor, como puertas, ventanas, inodoros, cobre y estructuras de aluminio o acero inoxidable.
Posteriormente, y por seguridad, comenzaron los trabajos de desmantelamiento de la central nuclear- que terminaron en 2001. Se derribaron los edificios administrativos y algunas de las grandes naves destinadas a almacenar la maquinaria que se iban a instalar en la central; desarmaron todo lo que pudieron: maquinaria, cuadros de control, barandillas, aires acondicionados.
Actualmente, podemos contemplar las garitas abandonadas que daban acceso a la central, algunas naves de almacenaje, la carretera que perimetraba y daba acceso al recinto y las mastodónticas estructuras de hormigón que iban a contener los reactores. Estos gigantes de hormigón siguen en pie porque era demasiado costoso derribarlos- probablemente queden así para la eternidad. Una de las subestaciones de la central se encuentra actualmente en funcionamiento y recibe la energía producida por distintas centrales termosolares y fotovoltaicas instaladas en los alrededores. Sobre el interior de los grandes edificios que contendrían los reactores poco se sabe ya que no se puede acceder a ellos pues todas entradas se encuentran tapidas o selladas con soldadura de hierro. Se comenta que su interior se encuentra totalmente diáfano, es decir solamente quedan los muros de hormigón.
Tras la paralización de las 7 centrales nucleares proyectadas, las pérdidas totales alcanzaron los 4.359 millones de euros. Entre ellos, en la central de Valdecaballeros se habían invertido más de 2.000 millones. La Ley de Ordenación del Sistema Eléctrico de 1994, estableció que las compañías eléctricas deberían ser compensadas económicamente por las pérdidas que obtuvieron al ser paralizados los proyectos. Se planteó un recargo en la facturación por venta de energía a los consumidores el cual se comenzó a aplicar a partir de 1995 y estaba contemplado que se amortizase en 25 años (hasta el año 2020) a un máximo del 3,54%, pero finalmente se terminó por amortizar el 26 de octubre de 2015.
Como curiosidad, decir que, a pesar de la seguridad que rodea a estos proyectos ante la siempre amenaza terrorista, cuando aún la central se encontraba en construcción, un día entre los años 1982 y 1984, aparecieron en un basurero de París cientos de planos de la Central Nuclear de Valdecaballeros.
