Работы по реализации этого амбициозного проекта начались ещё в период существования Советского Союза. В 1980-х годах отечественные специалисты проделали тщательные исследования и подготовили необходимую документацию. Однако только в начале 1990-х начались реальные подготовительные работы на строительной площадке. В 1993 году был залит первый кубометр бетона. Тем не менее, из-за последующих событий в стране и нехватки финансирования темпы строительства оказались крайне медленными. Полное завершение строительных работ состоялось только в декабре 2024 года, как сообщила пресс-служба ПАО «РусГидро».
Усть-Среднеканская ГЭС рассматривается как важный элемент будущего гидроэнергетического сектора Магаданской области. Она нацелена на обеспечение электроэнергией различных предприятий горнодобывающей отрасли, включая Наталкинский горно-обогатительный комбинат — один из ключевых объектов Яно-Колымской золоторудной провинции, который начал свою работу в 2017 году. Месторождение было открыто в этих местах ещё в 1940-х годах, но отсутствие энергетической инфраструктуры долгое время мешало его полноценной эксплуатации. 
Строительство этой гидроэлектростанции, находящейся примерно в 215 км ниже по течению от Колымской ГЭС, изначально планировалось завершить к 2000 году. Однако, как и было указано выше, реализация проекта осложнялась различными трудностями и затянулась. Первые два гидроагрегата запустили лишь в 2013 году, после того как река Колыма была перекрыта в 2011 году. В 2008 году станция была передана в управление ПАО «РусГидро», которое внесло часть собственных средств, что способствовало ускорению работ. Регулярные финансовые поступления из федерального бюджета также положительно сказались на темпах строительства. В итоге на проект было затрачено более 50 миллиардов.
После начала функционирования ГЭС сообщалось о планах по запуску третьего и четвертого гидроагрегатов в 2018 году, однако в то время возникли сомнения относительно целесообразности полного ввода станции в эксплуатацию с максимальной мощностью 570 МВт. Тем не менее, голоса тех, кто выступал за дальнейшее развитие проекта, оказались более убедительными. Важную роль в этом вопросе сыграл профессор Анатолий Федорович Дьяков, который ранее возглавлял РАО «ЕЭС России». С 2017 года ГЭС носит его имя, несмотря на длительные обсуждения, что вынудило изменить сроки пуска.
Второй гидроагрегат был запущен в 2019 году, а завершение строительно-монтажных работ, включая запуск последнего четвертого агрегата, состоялось в сентябре 2022 года. Окончательно ГЭС передали в постоянную эксплуатацию в декабре 2024 года, после подписания соответствующих актов приемочной комиссией. Таким образом, реализация проекта заняла более 30 лет, а титул строительства был утвержден Министерством энергетики СССР еще в декабре 1990 года.
Этот уникальный проект считается одним из самых сложных в области гидроэнергетики. Строительство ГЭС проходило в сложных природно-климатических условиях: толщина вечной мерзлоты в этом регионе достигает 300 метров, а зимой температура воздуха опускается до -60°. Для ускорения возведения земляной плотины длиной 2,1 км и высотой 65 м была разработана и применена уникальная технология, включающая создание специальных прудков, куда отсыпался противофильтрационный суглинистый понур плотины. Чтобы осуществить укладку суглинистого грунта при отрицательных температурах, его смешивали с солью, что значительно увеличивало временные рамки по укладке этого важного элемента.
Длина трёх бетонных плотин — водосбросной, станционной и глухой — при максимальной высоте 74 м составила в общей сложности 325 м. Сопряжение с земляной плотиной обеспечили с помощью 80-метрового устоя, в конструкции которого предусмотрены бетонные шпоры, верхняя и нижняя подпорные стены. Турбины и генераторы для станции изготовила российская компания «Силовые машины». Учитывая сложность условий, компании пришлось провести значительный объём научных исследований в области гидравлики, прочности и технологий.
Каждый год электростанция будет производить 2,55 миллиардов кВт*ч чистой электроэнергии. Усть-Среднеканский гидроузел, кроме своей основной функции повышения энергетической безопасности региона, также призван улучшить условия для судоходства на реке Колыма и расширить возможности работы Колымской ГЭС. Если оставить в стороне финансовые проблемы, которые затянули реализацию проекта на десятилетия, можно с уверенностью сказать, что специалисты двух поколений успешно справились с задачей, реализовав ещё один сложный проект в условиях вечной мерзлоты.
