Trên cơ sở các dự án được duyệt, Nhà máy đã triển khai lắp đặt đồng bộ thiết bị theo công nghệ mới, nâng cao chất lượng hoạt động của hệ thống dây chuyền vận hành. Đồng thời đầu tư cải tạo, nâng cao chất lượng các thiết bị cũ như hệ thống thiết bị áp lực, thiết bị điện nhất là hệ thống thiết bị chính như Tuabine, Lò hơi đã góp phần đảm bảo hiệu suất vận hành của thiết bị và giảm thiểu nguyên nhân phát tán chất thải ra môi trường xung quanh.
Dự án khắc phục ô nhiễm môi trường được triển khai từ năm 1997 đến hết năm 1999 với tổng giá trị thực hiện đạt 53 tỷ đồng, gồm các hạng mục công trình lớn như đầu tư đổi mới công nghệ xử lý khí thải; lắp đặt mới 4 trạm khử bụi tĩnh điện thay thế hệ thống xử lý khí thải bằng màng nước do Trung Quốc lắp đặt trước đây đã không còn hiệu quả; xây dựng ống khói mới cao 130 m thay thế ống khói cũ cao 80 m. Đến nay, Sau 10 năm đi vào hoạt động, kết quả cho thấy hệ thống làm việc ổn định, đạt hiệu quả cao, trên 99% lượng bụi trong khói đã được tách lọc trong hệ thống khử bụi tĩnh điện, hiện tượng ô nhiễm không khí đã được cải thiện rõ rệt. Điều đó đã khẳng định quyết định đầu tư của Nhà máy là đúng hướng.
Sau khi Nhà máy chuyển thành Công ty Nhiệt điện Ninh Bình (1/1/2008), song song với công tác đầu tư, cải tiến công nghệ xử lý khí thải, khắc phục ô nhiễm môi trường, Công ty đầu tư trên 4,5 tỷ đồng xây mới hệ thống tái tuần hoàn nước thải xỉ. Kể từ khi đưa vào hoạt động đến nay, hệ thống này luôn đảm bảo vận hành ổn định, hiệu quả cao, phần lớn lượng nước thải xỉ được lắng đọng và sử dụng cho vận hành, sản xuất điện, khắc phục được vấn đề đổ nước thải công nghiệp ra môi trường, góp phần làm hạn chế ô nhiễm nguồn nước.
Công tác cải tạo, giữ gìn cảnh quan môi trường trong những năm gần đây được Công ty đặc biệt quan tâm. Chỉ tính riêng 3 năm trở lại đây, Công ty đã đầu tư hàng trăm triệu đồng để xây mới các vườn hoa trong khuôn viên, cải tạo và trồng mới hàng nghìn mét vuông cỏ, hàng trăm cây xanh góp phần làm xanh môi trường, hạ nhiệt độ, giảm lượng khí thải CO2, tăng lượng ô xy trong không khí, ngăn chặn sự phát tán của bụi than từ các kho bãi ra môi trường xung quanh. Đồng thời, công tác đo đạc, kiểm soát môi trường được định kỳ triển khai theo đúng các quy định của Nhà nước; kịp thời phát hiện và xử lý các nguyên nhân, yếu tố gây ô nhiễm. Kết quả đo kiểm trong nhiều năm trở lại đây cho thấy các thông số về khí hậu, bức xạ nhiệt, tiếng ồn, bụi và hơi khí độc, nước thải công nghiệp đều nằm trong giới hạn cho phép theo các tiêu chuẩn của Nhà nước quy định
Các phong trào thi đua sản xuất như “ Phong trào thi đua ca vận hành an toàn – Kinh tế”; “ Thi đua kíp vận hành Lò - Máy hiệu suất cao”; “ Thi đua kíp vận hành Nhiên liệu giỏi”… đã đem lại không khí thi đua sôi nổi trong lao động sản xuất, tăng hiệu quả lao động, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Từ khi phong trào được phát động, các thiết bị vận hành được duy trì ổn định, hiệu suất cao, ít sự cố, môi trường làm việc được đảm bảo, lượng than bụi bị phát tán do sự cố thiết bị giảm, hiệu suất lò được nâng lên từ 78% đến hơn 82%. Công tác tổng vệ sinh môi trường và chăm sóc cây xanh ngày thứ 6 hàng tuần được CBCNV nhiệt tình hưởng ứng đã góp phần tạo cho công tác bảo vệ các vườn hoa, thảm cỏ trong khuôn viên Công ty luôn được xanh, sạch, đẹp.
Bằng những nỗ lực trong nhiều năm qua của CBCNV Công ty cùng với kết quả kiểm tra hằng năm của các cơ quan bảo vệ môi trường của Trung ương và địa phương, có thể khẳng định vấn đề ô nhiễm môi trường tại Công ty Nhiệt điện Ninh Bình đã được giải quyết triệt để. Giờ đây, Công ty có cảnh quan đẹp với nhiều vườn hoa, thảm cỏ, vườn cây bao bọc, tạo cho khí hậu, môi trường khu vực Nhà máy, khu dân cư thuộc các vùng phụ cận được đảm bảo. Chính vì vậy, Công ty luôn là Hội viên tiêu biểu trong công tác bảo vệ môi trường của Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường tỉnh Ninh Bình.