W ZSRR elektrownie jądrowe stanowiły istotne źródło energii. W związku z tym budowano je w różnych częściach kraju. Pod koniec lat 70. Rosjanie zbudowali elektrownię jądrową z dwoma blokami energetycznymi w rejonie o wysokiej aktywności sejsmicznej na terenach dzisiejszej Armenii. Elektrownia cały czas pozostaje w eksploatacji.
Prace nad elektrownią Matsamor rozpoczęto w 1969 roku, a budowę pierwszego bloku rozpoczęto 1 lipca 1969 roku. Otrzymał on nazwę Armenia 1 i składał się z reaktora wodnego ciśnieniowego typu WWER-440 o mocy 376 MW. Podczas prac nad nim, 1 lipca 1975 roku rozpoczęto budowę drugiego bloku o nazwie Armenia-2 z takim samym reaktorem. Reaktory uruchomiono odpowiednio 22 grudnia 1976 roku i 5 stycznia 1980 roku.
Po katastrofie w Czarnobylu zrezygnowano z budowy bloków numer 3 i 4. Nie był to jedyny powód rezygnacji z rozbudowy elektrowni. Obiekt znajduje się bowiem w rejonie o wysokiej aktywności sejsmicznej, a reaktory WWER-440 są słabo zabezpieczone i ogólnie uznawane za jedne z najniebezpieczniejszych na świecie. Potwierdzeniem tej decyzji było trzęsienie ziemi, które miało miejsce 7 grudnia 1988 roku w odległości zaledwie 75 km od elektrowni. Miało ono siłę 6,8 w skali Richtera i doprowadziło do śmierci 25 000 osób, a kolejnych 15 000 zostało rannych.
Chociaż sama elektrownia działała bez przerw i nie doznała uszkodzeń, lokalne władze uznały, że lepiej nie ryzykować. Gdy 25 lutego 1989 roku doszło do kolejnego trzęsienia ziemi w tym rejonie, elektrownię wyłączono. Po przemianach politycznych podjęto decyzję o likwidacji najstarszego reaktora numer 1, natomiast w 1993 roku podjęto decyzję o ponownym uruchomieniu reaktora numer 2. Nastąpiło to dopiero 5 listopada 1995 roku po długich dyskusjach na temat przyszłości energetyki w Armenii.
Od tego czasu reaktor numer 2 pozostaje w eksploatacji, przy czym w latach 2017-2018 poddano go modernizacji zwiększającej moc do około 440 MW i wydłużającej jego żywotność do 2027 roku. Do tego czasu w elektrowni ma zostać uruchomiony nowy, trzeci blok z reaktorem WWER-1000 model W-392. Plany te są jednak mocno krytykowane przez Turcję, ponieważ granica między Armenią i Turcją przebiega bardzo blisko elektrowni. Również Unia Europejska ma wątpliwości co do bezpieczeństwa elektrowni.
Ze względu na wysokie koszty eksploatacji i zadłużenie spowodowane przez zakup paliwa w Rosji, elektrownia została częściowo przejęta przez należące do Rosji podmioty. Pozwoliło to na dalsze funkcjonowanie elektrowni, ale Armenia częściowo utraciła wpływ na elektrownię. Z drugiej strony Rosjanie zgodzili się pokryć część kosztów budowy trzeciego bloku energetycznego.
Przyszłość elektrowni stoi jednak pod znakiem zapytania z powodu trudnej sytuacji politycznej na granicy między Armenią i Azerbejdżanem. Władze Azerbejdżanu zagroziły latem 2020 roku, że mają środki pozwalające na precyzyjne uderzenie i zniszczenie elektrowni Matsamor, co pozbawiłoby Armenię jednego z największych źródeł energii (elektrownia jądrowa dostarcza 30-40% energii dla całego kraju). Istnieje również ryzyko skażenia radioaktywnego spowodowanego takim atakiem, a nawet eksplozji nuklearnej.
