A CESP foi inicialmente constituída, em 5 de dezembro de 1966, pela fusão de onze empresas de energia elétrica que atuavam isoladamente, a fim de centralizar o planejamento e racionalização dos recursos do estado de São Paulo no setor energético, recebendo o nome de Centrais Elétricas do Estado de São Paulo (CESP). As onze empresas fusionadas, das quais cinco eram empresas de economia mista com participação majoritária do governo estadual, eram: Usinas Elétricas do Paranapanema (Uselpa); Companhia Hidroelétrica do Rio Pardo (Cherp), que detinha o controle acionário de: Central Elétrica de Rio Claro (Sacerc) e de suas associadas; Empresa Melhoramentos de Mogi Guaçu; Companhia Luz e Força de Jacutinga e Empresa Luz e Força de Mogi Mirim; Centrais Elétricas de Urubupungá (Celusa); Bandeirante de Eletricidade (Belsa), que controlava: Companhia Luz e Força de Tatuí e, Empresa Luz e Força Elétrica de Tietê. Companhia Melhoramentos de Paraibuna (Comepa). A CESP, a partir de sua criação, passou a ser a maior empresa de geração de energia elétrica brasileira. Em 27 de outubro de 1977, a razão social da CESP foi alterada para Companhia Energética de São Paulo. Com isso, procurava-se ampliar a atuação da empresa, abrindo espaço para o desenvolvimento de outras formas de energia que não somente a hidrelétrica. Assim teve início o estudo de fontes alternativas de energia, como o hidrogênio e o metanol. Passou, então, a ser uma empresa reconhecida mundialmente em função de sua tecnologia desenvolvida nas áreas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Os trabalhos desenvolvidos na área de meio ambiente e hidrovia foram pioneiros no setor elétrico brasileiro, e serviram de referência ao setor. O governo do estado de São Paulo promoveu, a partir de 1996, o processo de privatização de seu setor energético com a lei estadual número 9.361/96 e a coordenação pelo Conselho Diretor do Programa Estadual de Desestatização (PED). Em 5 de novembro de 1997, foram vendidas 60,7 % das ações ordinárias da Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), controlada pela CESP desde 1975. Em 1 de junho de 1998 foi criada a Elektro - Eletricidade e Serviços, subsidiária da CESP. Reunia a distribuição de energia elétrica, com um milhão de clientes distribuídos por duzentos e vinte oito municípios nos estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul. Sua privatização ocorreu em 16 de julho de 1998, com a venda de 90% das ações ordinárias em leilão na Bolsa de Valores de São Paulo (Bovespa). Em abril do ano seguinte, a CESP passou por uma cisão parcial. Foram criadas três empresas de geração e uma de transmissão de energia elétrica. A empresa de transmissão, chamada de Companhia de Transmissão de Energia Elétrica Paulista, permaneceu sob controle do governo até junho de 2006, quando foi vendida por R$ 1,193 bilhão para o grupo ISA (Interconexión Eléctrica S/A Esp), da Colômbia, com um ágio de 57,89% sobre o preço mínimo de R$ 755,6 milhões. Duas empresas de geração foram privatizadas: a Companhia de Geração de Energia Elétrica Paranapanema, cujo leilão na Bovespa ocorreu em 28 de julho de 1999, e a Companhia de Geração de Energia Elétrica Tietê, privatizada em 27 de outubro de 1999. A CESP também terminou sua participação na Companhia de Gás de São Paulo (Comgás) e vendeu os 61,9 % que tinha do capital social daquela empresa em leilão na Bovespa, em 14 de abril de 1999. O governo do estado de São Paulo decidiu em 15 de maio de 2001 adiar a realização do leilão de venda de ações do capital social da CESP, que seria realizado em 16 de maio do mesmo ano.O adiamento decorreu por motivos alheios à vontade do governo do estado, relacionados à indefinição quanto às medidas de contenção do consumo de energia elétrica, que ainda não haviam sido anunciadas pelo Governo Federal e que poderiam influenciar significativamente o comportamento do mercado em geral. Foi marcado novo leilão de privatização para 26 de março de 2008 porém esse leilão fracassou, pois nenhum dos concorrentes fez o depósito das garantias exigidas. No dia 19 de outubro de 2018, após quatro tentativas frustradas de privatização, o consórcio São Paulo Energia, formado entre as empresas Votorantim Energia e o Canada Pension Plan Investment Board (CPPIB), arrematou o controle acionário do governo paulista na CESP, pelo valor de R$ 1,7 bilhão. Adicionalmente, o consórcio deverá pagar R$ 1,397 bilhão de outorga pela renovação antecipada da concessão da Usina Engenheiro Sérgio Motta (Porto Primavera), por 30 anos, até 2048. O atual contrato de concessão com o governo federal vence em 2028.