早在1997年，中国电工技术学会就组织高压设备制造和运行方面的专家座谈讨论中国未来电网发展趋势。专家一致认为，中国未来电网输电电压等级必须要上一个台阶。交流、直流输电500kV电压必须向更高电压等级发展，以适应全国联网以后大火电、大水电、大核电及新能源风电等电源发展需求。
这一意见得到时任国家科委高新技术产业司司长石定寰的支持，同意专门列出一个软课题项目——特高压输电技术研究，拨款20万元人民币，专款专用。1998年初~1999年8月中国电工技术学会先后组织三个特高压技术考察组，成员由有关科研院所、设备制造厂家及电网系统专家组成。考察组在国外考察时间均为20~25天，结合考察报告，组织武汉高压研究所、电力建设研究所、电力科学研究院、东北电力设计院等15个科研、生产、运行单位专家开会，列出发展特高压的课题内容。于1999年10月完成《发展特高压输电技术的初期论证报告》，正式报给国家科技部等部门。从理论到实践，提出了发展特高压的必要性和紧迫性，以及立足国内供货的可能性。
2003年2月19日，国务院第68次总理办公会正式通过西北电网公伯峡水电站送出及750kV输变电示范工程的可行性研究报告。同年3月7日国家批准工程立项;同年9月19日示范工程开工建设。
750kV输变电示范工程从电压等级论证、工程关键技术研究、工程立项施工建设、设备制造到2005年9月26日工程正式投产运行历时2年，整个工程凝聚了全国电力、机械、科研、规划、设计、制造、试验、施工、监理、咨询、调试、运行等方面人员的心血。2005年9月26日，时任国务院副总理的曾培炎在国家电网公司750kV输变电示范工程投产仪式上，称此项工程为“我国电力工业发展史上新的里程碑”。750kV工程设备国产率达到90%以上。
750kV输变电示范工程成功投运，为发展特高压交流1000kV和±800kV直流输电工程积累了宝贵经验。