Трамвай в Москву пришел в самом конце XIX века. Тогда же решено было создать особое городское предприятие
Строительство велось по проекту архитектора В.Н. Башкирова при участии знаменитого инженера В.Г. Шухова. Общая проектируемая мощность станции составляла не менее 15 тысяч киловатт. Пока станцию строили, ток для трамваев производила построенная неподалёку временная станция, впоследствии разобранная. Пуск первой очереди станции произошёл в торжественной обстановке, в присутствии городского головы Н.И. Гучкова 2 февраля 1907 года. В огромной котельной ЦЭС заработали восемь водотрубных паровых котлов «Фицнер-Гампер», в машинном зале — два паровых турбогенератора «Броун-Бовери».
Изначально ГЭС-2 называлась Трамвайной электростанцией: ее возвели на казенные средства, чтобы питать первые линии московского трамвая. Это была первая станция, построенная на средства городской казны. В 1922 году московские станции объединили в общую сеть МОГЭС: Трамвайная, которая обслуживала уже не только транспортную сеть, но и соседние районы, получила второй номер, а первый (МОГЭС-2) достался старейшей в стране действующей станции на Раушской набережной. Название ГЭС-2 окончательно закрепилось после войны; буква Г в названии означала «городская».
ГЭС-2 строилась как традиционная теплоэлектростанция: к каждой из четырех труб было подключено по шесть паровых котлов, нагретый пар под высоким давлением приводил в движение турбогенераторы. Воду для охлаждения со скоростью 500 тысяч ведер в час качали из Водоотводного канала два установленных в подвале насоса (в их честь названа нынешняя Насосная). По кабелям, проложенным по дну Москвы-реки, трехфазный переменный ток 6600 вольт попадал на трамвайные подстанции, где трансформаторы превращали его в постоянный ток напряжением 600 вольт.
Сначала топливом для котлов служила нефть, поступавшая по трубам от хранилища у Симонова монастыря. Позднее котельная работала на дровах, торфе, мазуте, антраците и каменном угле, а в 1947 году была переведена на газ. Котлы, турбины и трансформаторы ГЭС-2 несколько раз заменяли на более мощные и современные, но с каждым разом модернизация давалась все сложнее: на станции не было места для крупных агрегатов, и к тому же их было сложно доставлять и монтировать. В 2016 году морально устаревшая ГЭС-2 была закрыта окончательно, а ее функции переданы построенной рядом подстанции «Берсеневская».
Вторая мировая война далась ГЭС-2 нелегко. В 1941 году трубы разобрали по кирпичику, чтобы по ним не могли ориентироваться немецкие наводчики. Большинство котлов демонтировали и отправили в эвакуацию за Урал. Оставшиеся постоянно барахлили. Из-за дефицита топлива, как и в годы послереволюционной разрухи, их приходилось топить подмосковным углем и дровами, которые привозили по специально проложенным трамвайным путям.
Станционные мастерские переориентировали на выпуск военной продукции, а многие работники (в общей сложности 278 человек с ГЭС-1 и ГЭС-2, которые были единым предприятием) ушли на фронт. 48 из них не вернулись. Оставшиеся в Москве работали в сложнейших условиях: дежурили в будках, сделанных из обрезков труб, а за стрелками приборов следили сквозь прорези. Несмотря на тщательно соблюдавшееся затемнение, в ГЭС-2 попало семь фугасных и 153 зажигательных бомбы. Правда, серьезного ущерба удалось избежать: сотрудники, караулившие на крыше, гасили «зажигалки» песком.
Сразу после войны ГЭС-2 начали восстанавливать и модернизировать: трубы вернули на место, заложенные во время бомбежек панорамные окна сочли недостаточно надежными и частично заделали, а к 1947 году одновременно с ГЭС-1 станцию перевели на газовое топливо.
С 2017 года на территории станции реализуется некоммерческий социально-культурный проект по созданию Дома культуры «ГЭС-2».
Основной акцент в новом пространстве сделан на обучение и пробуждение интереса к современному искусству. Для проведение образовательных семинаров, лекций, интерактивных программ и мастер-классов выделено 1,7 тыс. кв. метров, для выставочной деятельности – 9 тыс. кв. метров.
В 2021 году закончена реставрация здания ГЭС-2. Укреплены наружные стены, разобраны заложенные оконные проемы, проведена окраска. В ходе реставрации зданию бывшей электростанции вернули первоначальный вид: расчистили от поздних наслоений и пристроек, воссоздали наиболее выразительный элемент здания – башню с часами. Кроме того, для лучшего освещения всю кровлю над основным зданием выполнили из светопрозрачного материала со встроенными солнечными батареями, которые обеспечат до 10 процентов энергии, необходимой для эксплуатации Дома культуры.
Дом культуры "ГЭС-2" стал лауреатом конкурса "Московская реставрация-2021" в таких номинациях как "лучший инвестиционный проект", "лучшее смысловое наполнение", "лучшая организация ремонтно-реставрационных работ".
Сейчас здесь открыто новое модное пространство — Дом культуры «ГЭС-2».