В 1935 году с заводского стенда сходит первая паровая турбина мощностью 50 МВт, а через три года была изготовлена паровая турбина мощностью 100 МВт и генератор к ней. На то время в практике турбиностроения это были самые мощные турбины.
Осенью 1941 года завод был эвакуирован на Урал (в Свердловск), в декабре 1942 года приступил к производству турбоагрегатов, запасных частей паровых турбин и продукции для фронта.
После освобождения Харькова от немецких войск началось восстановление завода: уже в конце 1943 года была изготовлена паровая турбина мощностью 50 МВт для Зуевской ГРЭС (Украина), выполнялись заказы по ремонту турбин для электростанций промышленных центров Донбасса, Харькова и Киева.
Профиль Харьковского турбинного завода окончательно определился в 50-е годы. Завод специализируется на производстве мощных паровых и газовых турбин.
В 70–е годы на предприятии проводится реконструкция и вводятся новые производственные мощности, которые позволили заводу превратиться в центр атомного турбиностроения в стране. На протяжении 1970-х годов завод изготовил больше 120 крупных турбин для тепловых и атомных электростанций.
После обретения Украиной независимости в 1991 году "Турбоатом" становится лидером энергетического машиностроения страны, поставляя турбины для реконструкции ГЭС Днепровского каскада, строящейся Днестровской ГАЭС и других объектов. Наряду с этим начата поставка продукции на экспорт.
Сейчас "Турбоатом" входит в число ведущих турбостроительных предприятий мира и специализируется на производстве турбин для тепловых и атомных электростанций, гидравлических турбин для гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций, газовых турбин для тепловых электростанций, парогазового и другого энергетического оборудования. Производство турбин осуществляется по замкнутому циклу: от проектно-конструкторских и научно-исследовательских работ до изготовления, сборки, испытания турбин и их отгрузки. Производственные мощности предприятия позволяют ежегодно выпускать паровые турбины общей расчётной мощностью 8 млн. кВт и гидравлические турбины общей мощностью 2 млн. кВт.
"Турбоатом" закончил 9 месяцев 2013 года с чистой прибылью в 399,6 млн. грн. Доход от реализации продукции составил 1 млрд. 431,1 млн.грн., что на 15% больше, чем за аналогичный период 2012 года. Удельный вес экспорта в общем объеме реализации - 48%. "Турбоатом" перечислил в государственный и местные бюджеты в виде налогов, сборов и единого социального взноса 281,1 млн.грн. Среднемесячная зарплата промышленно-производственного персонала составила 4 тыс. 208 грн., производственных рабочих – 5 тыс. 869 грн., ее рост - 18%. Численность работающих на предприятии по состоянию на 1 октября - 5 тыс. 708 чел.
Турбины ОАО "Турбоатом" успешно работают на электростанциях 45-ти стран Европы, Азии, Америки и Африки, в том числе:
400 паровых турбин на ТЭС общей мощностью 50 млн. кВт;
169 турбин на 27-х АЭС общей мощностью 50 млн. кВт ОАО "Турбоатом" поставило 13% турбин для АЭС от суммарных объемов поставок на мировом рынке турбин для атомной энергетики;
533 гидротурбины на 100 ГЭС общей мощностью 39 млн. кВт и 480 гидрозатворов.
В 2009 году предприятие удостоилось Государственной премии Украины в области науки и техники за работу "Создание паровых турбин нового поколения мощностью 325 МВт".
Генеральный директор ОАО "Турбоатом" - Субботин Виктор Георгиевич.