До 1995 року на території трьох адміністративних областей індустріального Півночі України повний цикл енергопостачання народного господарства і населення здійснювало Виробниче енергетичне об'єднання «Харківенерго» (ВЕО «Харківенерго»):
виробництво,транспортування,розподіл електро- і теплової енергії і, нарешті, подача до кожного споживача - заводу, колективного сільського підприємства, школі, ліка
рні, житлового будинку.
Для досягнення своїх виробничих цілей ВЕО «Харківенерго» виконувало цілий комплекс функцій:
- експлуатацію та ремонт діючого обладнання,
- диспетчерське управління режимами енергопостачання,
- енергетичний нагляд за споживанням,
- облік переданої енергії,
- проектування окремих вузлів енергоустановок,
- будівельні роботи на діючих об'єктах,
- модернізацію застарілого обладнання,
- настройку режимів роботи енергоустановок,
- транспортне забезпечення виробничих процесів.
Це різноманітність функцій в складі ВЕО виконували спеціалізовані підприємства: електростанції, підприємства електричних і теплових мереж, ремонтні підприємства, автотранспортні підприємства, підприємство з налагодження, - всього 24 структурні одиниці.
У 1994-1995 роках рішенням уряду України почалася реорганізація енергетичної галузі країни. В результаті реорганізації на базі ВЕО «Харківенерго» були утворені нові, юридично самостійні, суб'єкти господарювання. У їх числі - державні підприємства:
- «Північний регіональний диспетчерський центр» (відособлена структурна одиниця Національного диспетчерського центру електроенергетики України - НДЦЕУ) - для виконання функцій диспетчерського управління;
- «Північні магістральні електричні мережі» (відособлена структурна одиниця Державної енергетичної компанії «Укрелектропередача») - для виконання функцій експлуатації та ремонту магістральних електричних мереж.
У 1997 році згідно з наказом Міненерго України від 01.10.97 р № 23 в Харківській, Полтавській та Сумській областях почалося утворення відокремлених підрозділів ДЕК «Укрелектропередача» по експлуатації магістральних електричних мереж.
У 1998 році з метою підвищення ефективності управління державним сектором енергетики, ефективного використання державного майна, кадрового потенціалу і фінансових ресурсів відповідно до наказу Міненерго України від 15.04.98 р № 54 було створено державне підприємство «Національна енергетична компанія «Укренерго» шляхом приєднання ДЕК «Укрелектропередача» до НДЦ України.
Наказом Міненерго України від 01.07.98 р № 107 у складі ДП «НЕК« Укренерго »було створено 8 відокремлених структурних одиниць, в т.ч. і Північна електроенергетична система, утворена з Північного РДЦ і Північних МЕМ.
Датою створення Північної ЕС стало 4 вересня 1998.
Протягом 1998-1999 року на баланс Північної ЕС були поступово прийняті основні фонди електричних мереж 330-750 кВ від ДАЕК «Сумиобленерго», ДАЕК «Полтаваобленерго», ДАЕК «Харківобленерго», ДП «Харківська ТЕЦ-5".
За останні роки Північна ЕС досягла значних результатів: впровадила новітні технології,підвищила культуру виробництва та рівень безпеки праці.
У 2016 році до складу Північної ЕС приєднали Бахмутські МЕМ та Маріупольські МЕМ, але у грудні 2016 року Маріупольські МЕМ були передані Дніпровській енергосистемі.
Наразі, Північна енергосистема – це потужний енергетичний комплекс, який складається з підстанцій та ліній електропередач 35-110-220-330-750 кВ. До складу підрозділу входять магістральні електричні мережі: Харківські МЕМ, Полтавські МЕМ, Сумські МЕМ та Бахмутські МЕМ.