Theo thiết kế, Nhiệt điện Thái Bình 2 có công suất 1.200MW với tổng mức đầu tư hơn 34.295 tỷ đồng (tương đương 1,7 tỷ USD), mỗi năm sản xuất được 6,739 tỷ kWh điện thương phẩm. PVN làm chủ đầu tư, điều hành, quản lý Dự án; sử dụng nguyên liệu than của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản để sản xuất.