Під час спорудження Хмельницької атомної електростанції (АЕС) КІЕП виступив у ролі генерального проектувальника. Розроблений КІЕП проект ХАЕС передбачав будівництво чотирьох енергоблоків типу ВВЕР-1000 з реакторними установками В-320 біля міста Нетішин. Загальна потужність Хмельницької АЕС після введення в експлуатацію всіх чотирьох енергоблоків повинна була становити 4000 МВт.
Будівельні роботи стартували, як і було заплановано, у 1979 році. Через 8 років, у 1987, був введений в експлуатацію перший енергоблок, і Хмельницька АЕС розпочала свою роботу.
Роком раніше сталася аварія на Чорнобильській АЕС, і це вплинуло на заплановане будівництво та пуск 2-го, 3-го і 4-го енергоблоків Хмельницької АЕС. Через величезний суспільний резонанс, викликаний трагедією у Чорнобилі, піддавшись суспільному тиску, Верховна Рада України у 1990 році прийняла рішення ввести мораторій на спорудження атомних електростанцій в Україні.
На момент введення мораторію ступінь готовності енергоблоків була така:
- 2-й енергоблок - 80-85%
- 3-й енергоблок - 35-40%
- 4-й енергоблок - 5-10%
Велика частина інфраструктури, розрахована на експлуатацію електростанції загальною потужністю 4000 МВт, на той час була вже готова. До об'єктів інфраструктури АЕС належали спецкорпус зі сховищами РАВ, загальнийдопоміжний корпус, будівлі дизель-генераторів, допоміжні споруди, бризкальні басейни, водосховище-охолоджувач та інші будівлі і споруди.
Мораторій тривав три роки і був скасований у 1993 році. Головною причиною його скасування послужив дефіцит енергетичних ресурсів, а також усвідомлення того факту, що країна не може розвиватися і рухатися вперед без сучасної атомної енергетики. Щодо Хмельницької АЕС було прийнято рішення завершити роботи з будівництва енергоблока №2, а також провести модернізацію всіх діючих реакторів на території України з метою підвищення рівня безпеки до сучасних стандартів, прийнятих у світі.
КІЕП одразу ж включився в роботу, однак через складну економічну ситуацію, яку переживала країна, і, як наслідок, недостатнє і нестабільне фінансування, другий енергоблок був повністю добудований і введений ДП НАЕК «Енергоатом» в експлуатацію тільки через 11 років, в серпні 2004 року. Ще через рік державна приймальні комісія виконала всі необхідні перевірки і підписала акт про введення другого енергоблока ХАЕС у промислову експлуатацію.
На сьогоднішній день на Хмельницькій АЕС знаходяться в комерційній експлуатації два енергоблоки, які повністю відповідають сучасним вимогам з безпеки. Відповідність міжнародним стандартам безпеки підтверджено експертами МАГАТЕ, а також Всесвітньою асоціацією організацій, що експлуатують АЕС (ВАО АЕС).
Основне обладнання Хмельницької АЕС:
- реактори типу ВВЕР-1000 потужністю 1000 МВт, реакторна установка типу В-320;
- парогенератори ПГВ -1000 продуктивністю по 1 470 т / рік сухої насиченої пари тиском 64 кгс / см2 (6,5 МПа);
- головні циркуляційні насоси типу ГЦН-195М;
- турбоагрегати типу К-1000-60 / 3000;
- турбогенератори типу ТВВ-1000-2-У3 потужністю 1000 МВт.
КІЕП здійснює діяльність з інженерної підтримки експлуатації Хмельницької АЕС, веде роботи з модернізації систем і устаткування електростанції, реалізації програм підвищення безпеки, а також розробляє звіти з періодичної оцінки безпеки енергоблоків.
В рамках створення централізованої системи зберігання відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) в Україні, КІЕП здійснює розробку проекту зі впровадження технології Holtec International, США на всіх енергоблоках Хмельницької АЕС для забезпечення відправлення ВЯП до Централізованого сховища ВЯП АЕС України.
В рамках робіт з реалізації довгострокової стратегії щодо поводження з радіоактивними відходами (РАВ) КІЕП розробив проект комплексу з переробки твердих радіоактивних відходів (КП РАВ). На цей час здійснюється закупівля обладнання і розробка КІЕП проектної документації для спорудження цього комплексу. Введення в експлуатацію КП РАВ на ХАЕС заплановане у 2020 році.