Растущий город требовал постоянного развития энергетики, поэтому в 1904 году тихоходные поршневые механизмы начали уступать место турбинам системы «Броун-Бовери-Парсонс». В последующие годы на станции были установлены турбогенераторы «Целли», «Броун-Бовери», котлы «Бабкок и Вилькокс», «Гарбе» и другое передовое на тот момент оборудование. В 1923 году мощность станции составляла 63 МВт, а к 1931 году она достигла уже 107,5 МВт.

В том же году началась теплофикация Москвы – проложили первую в стране тепломагистраль, которая обеспечивала теплом правительственные здания, Большой и Малый театры. После Великой Отечественной войны на ГЭС-1 отказались от использования в качестве топлива нефтепродуктов. С 1946 года станция перешла на природный газ.

В XXI веке, несмотря на свой внушительный возраст, ГЭС-1 остаётся стратегическим объектом Комплекса городского хозяйства. ПАО «Мосэнерго» постоянно модернизирует оборудование. Кстати, иностранные котлы и турбогенераторы заменили на мощные отечественные.

ГЭС-1 –ещё и яркий объект городской архитектуры. Здание напоминает корабль, нависший над Москвой-рекой. Сегодня станция снабжает электроэнергией ЦАО, в том числе здания Кремля и Государственную Думу. Кроме того, энергию Городской электрической станции использует московский метрополитен.