Bereits im Jahre 1923 wurden die konsentierten Rechte zur zweistufigen energietechnischen Ausnutzung der Gewässer im hinteren Zillertal von der Zillertaler Kraftwerke AG, hinter der eine österreichische Bankengruppe stand, erworben. Ein Jahr darauf erfolgte der Auftrag an das Tiroler Bauunternehmen Innerebner & Mayer zur Ausarbeitung eines Projekts. Das Konsensprojekt sah weiters einen zweistufigen Ausbau des oberen Zillertales zwischen Mayrhofen und Häusling vor. Diese Planungen wurden bis 1930 aufrechterhalten, danach jedoch nicht umgesetzt. Die Nutzung des Wassers der oberen Ziller erfolgte erst ab 1987 mit der Eröffnung des Speicherkraftwerkes Häusling.
Erst nachdem die Finanzierung des Projekts durch die Niederösterreichische Eskomptegesellschaft und die Österreichische Kreditanstalt für Handel und Gewerbe 1928 gesichert war, begannen die Bauarbeiten am Krafthaus und am Ausgleichsbecken Großdornau mit dem daneben liegenden Kraftwerk Tuxbach. Die Inbetriebnahme der Kraftwerke Bösdornau mit zwei Maschinensätzen und des Zwischenwerkes Tuxbach mit einem Maschinensatz erfolgte 1930.
Vier Jahre später erwarb die Tiroler Wasserkraftwerke AG (TIWAG) die Anlage und baute sie 1939 durch die Beileitung des Stillupp-Baches weiter aus. Im Juli 1953 erfolgte ein weiterer Besitzerwechsel: die Kraftwerke Bösdornau, Tuxbach und Gerlos gingen in das Eigentum der Tauernkraftwerke AG, einer Sondergesellschaft nach dem Zweiten Verstaatlichungsgesetz von 1947, über.
Mit dem Ausbau der Zemm-Kraftwerke ab Mitte der 1960er-Jahre wurde das Einzugsgebiet des Werks soweit verkleinert, dass es heute nur noch der Eigenbedarfsversorgung dient.