作為全國解放最早的電廠之一，在下花園發電廠80年的發展歷程中，一段從日本侵略者手中奪取電廠主權的歷史被深深銘記。
1940年1月1日，偽蒙疆電業株式會社在下花園建發電廠，正式向張家口、宣化、下花園等地送電。截至2019年，下花園發電廠已經建廠79年。
下花園發電廠位於張家口市下花園區西側，南瀕洋河，北臨京包鐵路，廠區面積983896平方米。
電廠始建於1938年，由日偽蒙疆電業株式會社3個發電所構成。1939年3月1日發電一所建成，裝日三菱制1400千瓦機組2台（實際出力2×1000千瓦），僅向下花園、宣化兩地供電。1941年8月建成發電二所，裝日三菱1500千瓦機組2台和10000千瓦機組1台。1943年1月三所發電，裝德AEG2000千瓦機組l台和日石川島1000千瓦機組1台。供電延長到龐家堡、懷來、涿鹿一帶，但機組事故頻繁，絕大部分的用戶經常斷電。是時籌建第四發電所，計劃裝10000千瓦機組1台，至日降前夕，僅完成50%左右。
1945年8月，八路軍第一次進駐下花園，電廠由晉察冀邊區民生電業公司接收，改名為下花園發電廠。1946年10月，八路軍戰略轉移時將廠內的部分設備炸毀，剩下3台機和4台爐，設備容量減為12280千瓦，電廠遂被國民黨冀北電力公司接管，復名下花園發電所。1949年，全廠職工僅有289名，全員勞動生產率不到人均2000元，年發電量不過1500千瓦時。
中華人民共和國成立後，下花園發電所重新回到了人民手中。1950年下花園發電所更名為下花園發電廠，隸屬於察中電業局，1955年直屬北京電業管理局，領導機關稱謂幾經更迭但隸屬關係未變。1953—1978年，進行三次擴建，一期擴建1.5萬千瓦機組1台，二期擴建2.5萬千瓦機組1台，三期擴建3萬千瓦機組2台，使全廠總裝機容量達到11萬千瓦。1978年6月，第四期擴建工程開工，建設國產10萬千瓦機組2台，第一台於1982年11月24日竣工投產，第二台於1983年8月13日竣工投產，工程總投資14941.8萬元。
第一個五年計劃期間，國家投資136.8萬元，進行第一期擴建，1955年8月在三所被毀的10000千瓦機座安l台德制西門子15000千瓦汽輪發電機組發電。是年末架設下（花園）——官（廳）110千伏高壓輸電線路，與京津唐電網聯網。
1960年10月28日，下花園電廠第二期擴建工程完工。11月1日新裝1台25000千瓦機組移交生產投運。1960年9月開工的三期擴建工程，由於國家處於暫時困難時期，1962年5月奉命緩建，1966年5月復工後，1967年3月第一台30000千瓦機組建成投產，1970年7月第二台30000千瓦機組建成運行。1974年9月，水電部和北京電管局派工作組進行現場調查研究，確定四期工程第1台機組採用北京重型電機廠製造的單缸10萬千瓦試驗機組，第二台為普通型雙缸10萬千瓦機組。1982年11月24日第一台機組發電，翌年8月13日第二台機組投產。1985年6月27日，第五期擴建工程開工，1988年1月24日竣工投產，裝20萬千瓦機組1台，投資14624萬元。五期工程竣工後，下花園發電廠全部運行的為3台大機組，總容量40萬千瓦，老廠5台小機組停運。
在下花園發電廠建國後安裝的機組中，有一台開創中國電力歷史先河的10萬千瓦單缸汽輪機組，曾獲評首批「大唐文化景觀」。
下花園發電廠於1983年12月負責籌建沙嶺子發電廠。1984年7月，成立下花園發電總廠，轄下花園發電廠、沙嶺子發電廠籌建處等。1994年1月，下花園發電廠和張家口發電廠（沙嶺子發電廠）分開，生產經營劃歸中國華北電力集團公司直接管理，成為華北電力集團公司17個直屬火力發電廠之一。
2000年3月，下花園發電廠改組為北京大唐發電下花園發電廠，北京大唐發電下花園電力檢修公司、下花園電力實業公司三個主體。
下花園發電廠兩台十萬機組正式關停
2007年12月，下花園發電廠毅然服從國家「上大壓小，節能減排」政策，將處在最優良服役期的1號、2號機組實施關停，以實際行動推動了地方環保事業的發展。
為了促進企業與地方建設可持續發展，滿足居民供熱需求，擔負起大型國有企業社會責任，下花園發電廠在2010年4月爭取到供熱改造項目，制定供熱改造詳細施工方案及工期倒逼計劃，9月6日正式開工，9月30日完成設備及管道安裝，10月15日完成廠內設備調試，11月4日與區熱網聯調成功，正式對外供暖。張家口熱電公司30萬千瓦機組小修是下花園發電廠首次獨立完成該類型機組檢修任務，在項目部原有人員基礎上增派檢修技術骨幹50多人，完成了2台機組小修任務，也使該廠檢修人員掌握了30萬千瓦機組設備檢修技能，為今後承攬大容量機組檢修鍛鍊了隊伍，積累了經驗。
2013年9月，下花園發電廠按照國家「十二五」規劃對火力發電廠煙氣氮氧化物排放的要求，進行機組脫硝改造工程。
蘊含著紅色基因的下花園發電廠，通過厚重的歷史積澱，留下了豐富的人文情懷，一批又一批的電力精英從這片熱土走向全國的火電、水電、風電……很多人不僅是電力行業的專家能手，有的還成為其他行業的領軍人。