Пуск Кохтла-Ярвеской теплоэлектростанции положил начало эре центрального отопления в Эстонии. Кохтла-Ярве был первым городом Эстонии, перешедшим на центральное отопление – теплоэлектростанция вырабатывала для местных предприятий и жителей пар и горячую воду. Значение строительства Кохтла-Ярвеской электростанции состоит еще в том, что речь идет о первой в Эстонии электростанции, спроектированной и построенной после Второй мировой войны, которая уменьшила властвовавший по всей республике дефицит энергии.

На Кохтла-Ярвеской электростанции была впервые внедрена новая для того времени технология пылевидного сжигания сланца. Хотя внедрение технологии шло непросто, и в первые годы работы станции ее эксплуатационная надежность была низкой, по ее усовершенствованию была проделана большая работа, которая помогла построить надежные в эксплуатации и эффективные сланцевые котлы. Для повышения эксплуатационной надежности Eesti Energia расходовало крупные средства на научные исследования, строило испытательные установки для изучения сжигания фоссильного топлива при высоких температурах.

Проект Кохтла-Ярвеской теплоэлектростанции был составлен Ленинградским отделением института «Теплоэлектропроект» (ЛОТЭП), а строительство станции началось в 1946 году под руководством «Газсланцестроя». Уже через год начался монтаж первого сланцевого котла.

Первые три котла американской фирмы Relay-Stocer были модифицированы «Ленпромэнергопроектом» в котлы с технологией пылевидного сжигания. Первым генератором станции стал турбогенератор английской фирмы General Electric мощностью 12 МВт с двумя регулируемыми турбинами.

Свою работу Кохтла-Ярвеская теплоэлектростанция начала в январе 1949 года как цех сланцеперерабатывающего комбината. К этому времени были построены главное здание станции и цех топливоподачи, а также корпусы главного распределительного устройства и химической водоочистки. Одновременно шел монтаж второго котла, заканчивалась подготовка к пуску первого турбоагрегата.

Первый котел с турбоагрегатом был запущен 22 января, а уже в августе того же года запустили и второй котел.

Внедрение новой технологии пылевидного сжигания шло непросто, а выход на стабильный рабочий режим станции шел с нарушениями плана. Тяжелой для станции стала зима 1949-1950 гг. Несмотря на наличие двух котлов, зачастую происходил полный останов станции, т.к. пылевидное сжигание повлекло за собой разные проблемы. Станционные котлы пылевидного горения работали при среднем давлении и более высокой температуре, нежели старые сланцевые котлы с колосниковой решеткой. В котлах происходило интенсивное ошлакование площадей нагрева, поскольку конструкции котла не были адаптированы под сжигание сланцевой пыли с высокой зольностью.

В 1950 году на станции произошло 20 аварий, из них 17 аварий случилось в котельном цехе. Повышением эксплуатационной надежности котлов занимались Всесоюзный теплотехнический институт (ВТИ), Центральный котло-турбинный институт (ЦКТИ) и другие организации. Было проведено несколько модернизаций и, благодаря проведенным работам, количество аварий на станции в 1951 году снизилось до пяти.

С 1 июля 1950 г. Кохтла-Ярвескую теплоэлектростанцию передали Eesti Energia. Несколько месяцев спустя, на станции заработал третий котел, и закончился первый этап строительства станции.

В целях покрытия растущей тепловой нагрузки Кохтла-Ярвескую теплоэлектростанцию в 1951-1958 года расширяли несколько раз.

В это же время на теплоэлектростанции «Ахтме» проводили значительные работы для разработки сланцевого котла с технологией пылевидного сжигания. Первый такой котел Барнаульского котельного завода с паропроизводительностью 75 т/ч и был установлен на Кохтла-Ярвеской теплоэлектростанции. Все следующие котлы до агрегата № 9 были той же конструкции. Последние котлы были уже модифицированы и полностью оправдали себя в качестве надежных в эксплуатации и экономичных сланцевых котлов.

К концу 1958 года электрическая мощность Кохтла-Ярвеской теплоэлектростанции составляла 50 МВт. Строительство станции были закончено, и станция была введена в промышленную эксплуатацию. Максимальное количество электроэнергии на Кохтла-Ярвеской теплоэлектростанции – 354 ГВтч – было выработано в 1960 году.

В последующие годы выработка электроэнергии на станции снижалась, поскольку в эксплуатацию была введена Балтийская теплоэлектростанция, и в Эстонии началась эра крупной энергетики. Выработка тепловой энергии на Кохтла-Ярвеской станции постоянно росла в связи с расширением сланцеперерабатывающего комбината и ростом численности населения города.

Чтобы ликвидировать трудоёмкие процессы и работу во вредных для здоровья условиях, в 1961 году на Кохтла-Ярвеской теплоэлектростанции сухое золоудаление канатными вагонетками заменили гидрозолоудалением багерными насосами.

В конце 1970-х гг. был план, в целях снижения загрязнения атмосферы, перевести Кохтла-Ярвескую теплоэлектростанцию на жидкие виды топлива, и был построен мазутный узел с двумя ёмкостями по 5000 м3, но в 1979 году из Госплана СССР пришло распоряжение остаться на сланцевом топливе, и строительство мазутного хозяйства было законсервировано.

С 1 января 1977 г. Ахтмеская и Кохтла-Ярвеская теплоэлектростанции были объединены в одно предприятие, которое стало называться «Кохтла-Ярвеская теплоэлектростанция». С 1951 года до объединения Кохтла-Ярвеская теплоэлектростанция выработала 6,6 ТВтч электроэнергии и поставила потребителям 19,9 миллиона Гкал тепловой энергии.

В октябре 1978 г. третий турбоагрегат станции был переведен на мощность 8 МВт, инсталлированная мощность станции составила 39 МВт. Электрическая мощность станции снижалась, и все больше она выполняла функции просто котельной. 7 июня 1984 года Кохтла-Ярвеская станция впервые стала потребителем электроэнергии, поскольку летом, ввиду отсутствия потребления, турбины были остановлены, и работало лишь два котла.

4 июля 1996 года было основано акционерное общество Kohtla-Järve Soojus, которое снабжало тепловой энергией город Кохтла-Ярве, часть города Ахтме и волость Йыхви. Центральное отопление доходило до 1310 клиентов.

В концерн Eesti Energia Кохтла-Ярвеская теплоэлектростанция входила до 2010 года. 22 декабря 2010 года Eesti Energia заключило с Viru Keemia Grupp договор о продаже доли в Kohtla-Järve Soojus, и VKG Energia стало единоличным собственником теплового предприятия.

Сегодня Кохтла-Ярвеская теплоэлектростанция снабжает теплом города Йыхви и Ахтме, ей принадлежат тепловые сети Йыхви и Ахтме и теплоэлектростанция Ахтме. По соседству со старой электростанцией построена газовая котельная резервных и пиковых нагрузок, которая сейчас проходит стадию наладки.