A Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf) foi criada pelo Decreto-Lei nº 8.031 de 3 de outubro de 1945, promulgado no último mês do primeiro governo Getúlio Vargas, e constituída em 15 de março de 1948, no governo Eurico Gaspar Dutra, em assembleia geral realizada no Rio de Janeiro, sede inicial da companhia. Seu primeiro presidente foi o engenheiro Antonio José Alves de Souza. Em 1962, a Chesf passou a integrar o grupo de empresas controladas pelas Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (Eletrobras).

Primeira empresa pública de eletricidade do país, a Chesf foi criada com o objetivo precípuo de promover a construção de uma grande usina hidrelétrica que explorasse o potencial energético da cachoeira de Paulo Afonso, situada no rio São Francisco, entre Alagoas e Bahia. Seu aproveitamento possibilitaria atender ao nordeste brasileiro, região precariamente servida por usinas termelétricas.

As obras da hidrelétrica de Paulo Afonso tiveram início em fevereiro de 1949, sob a direção do engenheiro Octávio Marcondes Ferraz. A barragem da usina foi projetada visando a futuras ampliações do aproveitamento, pela construção de mais duas tomadas d’água e respectivas casas de máquinas, posteriormente denominadas Paulo Afonso II e Paulo Afonso III.

A usina Paulo Afonso I foi inaugurada oficialmente em janeiro de 1955. Seus 180 megawatts (MW) de potência mais que dobraram a disponibilidade de energia elétrica existente no Nordeste. Partindo da usina, as primeiras linhas de transmissão da Chesf foram destinadas ao atendimento de Recife, Salvador, Aracaju, Maceió e João Pessoa.

As obras de Paulo Afonso II foram iniciadas em 1955 e suas duas primeiras unidades geradoras entraram em funcionamento em 1961. Nesse período, o número de localidades supridas com energia da empresa passou de 28 para 195, graças à instalação de mais de mil quilômetros de linhas de transmissão e dezenas de subestações.

A energia da Chesf chegou à capital cearense em 1965 com a conclusão de extensa linha de transmissão em 230 kV. O fornecimento de eletricidade ao Piauí foi iniciado em 1969, beneficiando de imediato Parnaíba, a segunda maior cidade do estado.

Em 1967, a usina de Paulo Afonso II completou a capacidade instalada de 480 MW. Já em 1971, a Chesf superou a marca de um milhão de quilowatts de potência instalada, colocando em operação as primeiras unidades de Paulo Afonso III. Três anos depois, a companhia concluiu a montagem do conjunto de máquinas da hidrelétrica, que atingiu assim a capacidade de 864 MW.

A Chesf prosseguiu a exploração do potencial do rio São Francisco com a construção de mais cinco usinas, a saber: Moxotó e Paulo Afonso IV, na divisa de Alagoas e Bahia, Sobradinho, na Bahia, Itaparica, em Pernambuco, e Xingó, entre Alagoas e Sergipe.

Inaugurada em 1977, a usina de Moxotó (440 MW) foi oficialmente denominada Apolonio Sales em homenagem ao segundo presidente da companhia. Em 1979, entraram em operação as primeiras máquinas de Paulo Afonso IV (2.460 MW) e Sobradinho (1.050 MW), que conta com um dos maiores reservatórios do mundo, de grande importância para a segurança do suprimento de energia ao Nordeste.  Em 1988, foi a vez de Itaparica (1.500 MW), que ganhou o nome de Usina Luiz Gonzaga, em homenagem ao célebre compositor e cantor pernambucano.

Maior usina do parque gerador da Chesf, a hidrelétrica de Xingó (3.162 MW) entrou em operação em 1994 e foi concluída em 1997. Além das usinas instaladas no rio São Francisco, a Chesf incorporou o aproveitamento de Boa Esperança (Presidente Castelo Branco), no rio Parnaíba, na divisa do Maranhão com o Piauí, as usinas de Funil e Pedra, no rio das Contas, na Bahia, e as pequenas centrais de Araras e Coremas, situadas na Paraíba e no Ceará, respectivamente.

No segmento de transmissão, um dos feitos mais notáveis da Chesf foi a construção da linha de extra-alta tensão entre Sobradinho e Imperatriz, no Maranhão, com mil km de extensão, integrante da interligação Norte/Nordeste, inaugurada em 1981. Complementada por linhas da Centrais Elétricas do Norte do Brasil (Eletronorte), a interligação viabilizou o intercâmbio de energia entre as regiões Norte e Nordeste.

Na primeira década do século XXI, a trajetória da Chesf sofreu importante inflexão, em decorrência da abertura do mercado de energia elétrica brasileiro à competição entre agentes públicos e privados, nacionais e estrangeiros, bem como do virtual esgotamento do potencial hidrelétrico aproveitável na região Nordeste, tradicional área de atuação da companhia.

Sem perda da sua identidade fortemente associada ao Nordeste, a Chesf firmou parcerias para a consecução de empreendimentos em outras regiões, entre os quais os aproveitamentos hidrelétricos de Dardanelos no rio Aripuanã (MT), Jirau no rio Madeira (RO), Sinop no rio Teles Pires (MT) e Belo Monte no rio Xingu (PA) , bem como o sistema de transmissão para escoamento da energia do complexo hidrelétrico do rio Madeira, composto pelas usinas de Santo Antônio e Jirau.

Além disso, a companhia contribuiu significativamente para a notável expansão da energia eólica no Nordeste assumindo participação em empreendimentos na Bahia, Piauí, Pernambuco e Rio Grande do Norte e investindo em projetos de transmissão para escoamento de energia de numerosos parques eólicos na região.

Em junho de 2022, a Chesf foi desestatizada em decorrência da privatização da Eletrobras, mediante oferta pública de ações para agentes privados que diluiu a participação da União na companhia. De imediato, a autonomia operacional da Chesf foi mantida, mas a gestão estratégica e institucional passou a ser centralizada na holding.

Em 2023, o parque gerador da companhia era composto por 12 hidrelétricas e 14 usinas eólicas, somando 10.460 MW de potência instalada. O sistema de transmissão contava 143 subestações e  22 mil km de linhas de corrente alternada nas tensões de 500, 230, 138 e 69 kV, responsáveis por transportar tanto a energia gerada pelas usinas próprias quanto a recebida do Sistema Interligado Nacional (SIN).