โครงการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพระนครเหนือ ชุดที่ 2 ได้รับอนุมัติก่อสร้างจากคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม 2555 โดยลงนามสัญญาซื้อ-จ้างก่อสร้างโรงไฟฟ้าฯ มูลค่า 15,000 ล้านบาท ขนาดกำลังผลิตติดตั้ง 850 เมกะวัตต์ ประกอบด้วย งานออกแบบ งานผลิต ขนส่ง งานประกอบติดตั้ง และงานทดสอบ เพื่อรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง และลดความเสี่ยงต่อความมั่นคงของระบบไฟฟ้า โดยใช้ระยะเวลาดำเนินการก่อสร้างโรงไฟฟ้าประมาณ 36 เดือน และกำหนดจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบเชิงพาณิชย์ในเดือนมกราคม 2559
โครงการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพระนครเหนือ ชุดที่ 2 มีสถานที่ตั้งอยู่ในบริเวณพื้นที่เดียวกันกับโรงไฟฟ้าพระนครเหนือ ชุดที่ 1 ณ บริเวณริมแม่น้ำเจ้าพระยา เชิงสะพานพระราม 7 จังหวัดนนทบุรี เป็นโรงไฟฟ้าประเภทพลังความร้อนร่วม ใช้ก๊าซธรรมชาติจากแหล่งสหภาพพม่า และแหล่งอ่าวไทยเป็นเชื้อเพลิง ในปริมาณความต้องการใช้ก๊าซธรรมชาติประมาณ 148 ล้านลูกบาศก์ฟุตต่อวัน และเมื่อโครงการโรงไฟฟ้าพระนครเหนือ ชุดที่ 2 ดำเนินการก่อสร้างแล้วเสร็จ โรงไฟฟ้าพระนครเหนือ จะเป็นแหล่งผลิตพลังงานไฟฟ้าที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางการใช้ไฟฟ้า ที่มีขนาดกำลังผลิตติดตั้งสูงสุดรวม 1,550 เมกะวัตต์ ซึ่งมีศักยภาพในการลดความสูญเสียของระบบไฟฟ้า และสร้างความมั่นคงในระบบไฟฟ้าของประเทศ