Обеспечивает тепловой энергией промышленные предприятия, жилые и общественные здания юго-западной части Санкт-Петербурга (Адмиралтейского, Кировского и Красносельского районов). В зоне теплоснабжения станции проживают около 500 тыс. человек, а также находится ряд крупных системообразующих производственных площадок, таких как ОАО «Кировский завод» и ОАО «Северная верфь».
Установленная электрическая мощность — 524,0 МВт. Установленная тепловая мощность — 1715,0 Гкал/ч. Основное топливо — газ, резервное — мазут
Первомайская ТЭЦ пущена в эксплуатацию 30 марта 1957 года. Она была построена на месте проведения «первой маёвки» — конспиративной загородной сходки петербургских рабочих.
Все турбоагрегаты станции были изготовлены крупнейшими производителями, гигантами тяжелого машиностроения – Ленинградским металлическим заводом (ныне — ОАО «ЛМЗ», входит в концерн «Силовые машины») и Уральским турбинным заводом (ныне — ЗАО «УТЗ», входит в концерн PEHOBA). Котлы станции создавались специалистами Барнаульского, Дорогобужского и Таганрогского заводов. Все оборудование вводилось в эксплуатацию в несколько этапов с 1957 по 1973 годы.
В 2007 году на Первомайской ТЭЦ началось строительство нового энергоблока в составе двух парогазовых установок мощностью 180 мегаватт каждая. Основная цель проекта – замена устаревшего оборудования действующей станции. В январе 2012 года новый энергоблок Первомайской ТЭЦ в составе двух ПГУ-180 начал поставки мощности на рынок энергии.