Såheim kraftstasjon er bygget i 1914 etter tegninger av arkitekt Thorvald Astrup og professor Olaf Nordhagen, arkitekten for Vemok kraftstasjon. De første forberedelsene til utbygging av Rjukan II, det andre byggetrinnet i utvikling av fabrikkanleggene, ble påbegynt i januar 1912 med sprenging av ny tunnel fra Vemok til Såheim. Tunnelen var 5.660 meter lang, hadde et tverrsnitt på 32kvm og ga en fallhøyde fra fordelingsbassenget på 274 meter. Såheim kraftstasjon ble utstyrt med turbiner med en samlet turbinkapasitet på 167.000 hk. Det skulle leveres kraft til et nytt ovnshus som var påbegynt på fabrikktomten, men for å unngå problemer med konsesjon, ble Ovnshus II lagt i kraftstasjonen og gassen ført i aluminiumsrør opp til tårnhuset på fabrikken, ca en kilometer unna. På gassledninger gjaldt ikke konsesjon, slik som for overføring av elektrisitet. I ovnshuset ble det plassert i alt 35 Birkeland/ Eyde ovner.
Såheim kraftstasjon og Rjukan II ble offisielt satt i drift 15.januar 1916. Birkeland/ Eyde ovnene er for lengst fjernet, og ovnshuset rommer i dag gymnastikksal. De opprinnelige turbinene er også skiftet ut med moderne som er langt mindre plasskrevende. Det er også gjort endringer i vanntilførselen i underetasjen. Interiøret i turbinhallen er ikke endret i vesentlig grad. Rommet som huser omformer for strømtilførselen til Rjukanbanen er intakt, med alt teknisk utstyr i behold.
Utvendig er det gjort mindre endringer på vestsiden av fasaden, både rundt inngangspartiet til kraftstasjonen, og med en ny inngang til gymsalen i 5.etasje. Den tidligere portvaktbygning som var del av gjerdet mot gaten ble revet i begynnelsen av 1990-årene for å sikre transportadkomst til anleggene i fjellet.
Såheim kraftstasjon er en av de fremste representantene for den monumentale industriarkitekturen som var typisk på begynnelsen av 1900-tallet. Det er lagt like stor vekt på estetisk utforming både i interiør og eksteriør som det er på funksjonalitet. Bygningen fremstår som tilnærmet autentisk hva gjelder eksteriør, og det er kun gjort mindre inngrep i anleggets omgivelser. Bygningens hovedfunksjon er uforandret, og tekniske oppgraderinger har kun i beskjeden grad berørt bygningskonstruksjonen.