Mit dem Projekt ein Kraftwerk zu bauen wurde im Jahr 1969 begonnen. Im Jahr 1975 wurde es dann zum ersten Mal kommerziell betrieben.
Im Jahr 2002 ereignete sich der erste Zwischenfall. Im zweiten Block, welcher zu diesem Zeitpunkt schon heruntergefahren war, kam es bei einer Kontrolle dazu, dass ein Ventil geöffnet wurde und Wasser abließ. Da dieses Wasser aber dazu benötigt wurde, um die Brennelemente zu kühlen, bestand das Risiko einer Kernschmelze. Diese konnte, durch das zuführen von neuem Wasser, verhindert werden.
Acht Jahre später wurde von dem AKW säurehaltiges Wasser in die Maas geleitet. Dieses enthielt aber laut dem Betreiber kein radioaktives Material. Im Jahr 2012 wurde festgestellt, dass eines der Ablaufbecken pro Tag etwa zwei Liter radioaktives Wasser verliert. Dieses Problem konnte auch nicht sofort beseitigt werden. Im selben Jahr wurden Risse in dem Block zwei festgestellt, woraufhin dieser heruntergefahren werden mussten. Da man die Gefahr als sehr gering einstufte, durfte er aber im Jahr 2013 wieder in Betrieb genommen werden. Allerdings musste er im selben Jahr auch wieder heruntergefahren werden. Deutsche Medien vermuteten daraufhin, dass er nicht mehr in Betrieb genommen werden würde. Dieses bewahrheitete sich allerdings nicht, denn obwohl die Risse sich vergrößert hatten, gab die belgische Atomaufsichtsbehörde im Jahr 2015 bekannt, das der Reaktorblock wieder in Betrieb gehen werde.
Aufgrund des schlechten Zustandes des AKW Tihange reichte die "StädteRegion Aachen" am 9. Februar 2016 Klage beim belgischen Staatsrat ein. Dieser klage schloss sich später auch die "NRW-Landesregierung" an. Ein Urteil steht noch aus. Im selben Jahr musste der Reaktorblock eins heruntergefahren werden, da Unregelmäßigkeiten an einer Pumpe festgestellt wurden.