Podjęte w latach 1896-1897 starania o lokalizację nowej elektrowni i prace projektowe doprowadziły do zakupienia przez Zarząd Miejski od towarzystwa myśliwskiego terenów sportowo - rekreacyjnych przy ul. Łowieckiej, położonych dogodnie przy torach kolejowych i nad Odrą.
Prace przy budowie nowej elektrowni, zwanej odtąd Główną ("Hauptwerk"), która sukcesywnie rozbudowywana i przebudowywana dotrwała do czasów obecnych, rozpoczęto w 1900r., zaś pierwszy prąd z generatorów elektrowni popłynął 8 lipca 1901r. Dwa lata później moc zainstalowana Elektrowni Głównej, wyposażonej w kotły i maszyny parowe, wynosiła już 6 170 kW, a suma mocy obu elektrowni wrocławskich - ok. 7 600 kW.
Przy rozbudowie "Głównej", zamiast maszyn parowych, zainstalowano w 1906 roku pierwszą na Dolnym Śląsku turbinę parową z generatorem prądu przemiennego. Prowadzona przez kolejne lata rozbudowa Elektrowni Głównej dała w 1930r. wzrost jej mocy do ok. 57 MW. Na początku lat 40, niektóre z urządzeń uległy awarii i jako przestarzałe wycofano je z ruchu. Skutkiem tego na przełomie lat 1944-45 moc zainstalowana w elektrowni przy Łowieckiej uległa zmniejszeniu i wynosiła tylko ok. 44 MW.