Также в 30 км к югу от Нижнекамска в посёлке Новый Зай с 1956 года велось строительство Заинской ГРЭС, крупнейшей тепловой конденсационной электростанции Татарской АССР (проектная мощность 2,4 ГВт). Помимо этого, в 25 км вверх по течению, на Каме у Набережных Челнов в 1963 году началось строительство Нижнекамской гидроэлектростанции (проектная мощность 1248 МВт).
Планирование и начало строительства
8 мая 1958 года Совет Министров СССР принял Постановление «О списке строек, вновь начинаемых проектированием в 1958 году». 23 июля 1958 года ЦК КПСС и Советом Министров СССР принято Постановление «Об ускорении производства искусственных и синтетических волокон, пластических масс и других синтетических материалов и изделий для удовлетворения потребностей населения и нужд промышленности в 1958—1965 годы». Этими документами был утверждён проект создания в северо-восточной части Татарской АССР Нижнекамского промышленного района. Планировалось построить крупнейший в Европе нефтехимический комплекс, который должен был перерабатывать нефть, добывавшееся на юго-востоке ТАССР (см., например, Ромашкинское нефтяное месторождение) и производить новые виды пластических масс, синтетических каучуков, а также другое углеводородное сырьё для дальнейшей химической переработки.
В соответствии с проектом районной планировки Нижнекамского промышленного района коллективом «Государственного ордена Трудового Красного Знамени института проектирования городов» (Гипрогор) в 1959 году был создан генеральный план города на расчётную численность 170 тысяч человек. Автором генплана являлся В. А. Пашков, руководителем работ — Е. И. Кутырев. Разработанный ими генплан Нижнекамска был удостоен в 1960 году Диплома I степени и Золотой медали ВДНХ СССР на Всесоюзном смотре-конкурсе проектов новых городов.
25 декабря 1960 года в район села Афанасово прибыли первый, а 2 января 1961 года второй санно-тракторные поезда с энтузиастами-первостроителями. Возник посёлок строителей, рядом (в 6 км к юго-востоку от деревни Соболеково в районе лесного массива) развернулась грандиозная стройка энергетического блока и химкомбината. Ей был присвоен статус Всесоюзной ударной комсомольской стройки.
19 апреля 1961 года Указом Президиума Верховного Совета Татарской АССР зарегистрирован вновь возникший населенный пункт Афанасьевского сельсовета Челнинского района ТАССР с присвоением ему наименования Нижнекамский. Его население составляло около 500 человек.
В 1962 году Гипрогором был разработан технико-экономический доклад (ТЭД) развития производственных сил Татарской АССР, а в 1965 году — проект районной планировки Набережно-Челнинского промрайона, которыми предусматривалось дальнейшее развитие комплекса предприятий Нижнекамского промузла с включением дополнительного ряда новых производств. Эти документы определили расчётную численность населения города Нижнекамска в 250 тысяч человек.
В апреле 1964 года в был заложен фундамент первого жилого многоквартирного дома, а уже через два года население города достигло 30 тысяч человек. Темпы строительства и пафос созидания нового города вдохновили композитора А. Пахмутову и поэта Н. Добронравова на песню о строителях новых городов «Смелость города берёт».