Строительство Пальеозерской ГЭС стало частью технического проекта по присоединению реки Суны к озеру Палье. Весной 1932 года в нескольких километрах от деревни Койкары начались подготовительные работы. Первая дорога к месту строительства была проложена от Кавас-губы в августе 1932 года, а проектировка основных гидротехнических сооружений началась в 1934 году.

На время Великой Отечественной войны строительство было остановлено и возобновилось только в 1947 году, когда в поселке Гирвас развернулась большая стройка. Инженеры «Сунагэсстрой» предложили восемь разных проектов гидроэлектростанции. Однако начать решили с восстановления Гирвасской плотины — ее возводили по новому, специально разработанному, проекту. Гирвасская плотина стала первой железобетонной плотиной в Карелии, позже по ней было проложено дорожное полотно.

Для постройки Пальеозерской ГЭС в Гирвасском водохранилище поднимали уровень воды, наращивая и объединяя Койкарские дамбы. В 1950 году гидростроители приступили к непосредственному возведению Пальеозерской ГЭС. Наладочные работы на станции завершились  к декабрю 1954 года.

5 декабря 1954 года были запущены турбины – Пальеозерская гидростанция начала вырабатывать электроэнергию.

С вводом гидроэлектростанции в эксплуатацию на реке Суна образовался каскад ГЭС, сыгравший решающую роль в электроснабжении Петрозаводско-Кондопожского промышленного узла. Пальеозерская станция позволила довести использование потенциальной мощности реки до 72%.

Строительство ГЭС дало толчок к развитию промышленного узла северного региона и благотворно сказалось на социальном обустройстве района — развивалась инфраструктура поселка Гирвас, появились  новые социальные объекты – детский сад, школа, больница, Дом культуры.