西北电力设计院与国际知名公司有着广泛的合作与交流，多次派员赴国外著名公司和研究机构学习、考察，掌握电力发展前沿技术，培养和锻炼了一支通晓国际标准，熟悉国际规则的人才队伍。
1981年我院参加我国首次引进美国GE公司的制造技术和美国EBASCO公司的设计技术，并与美国EBASCO公司合作设计了山东石横电厂一期（2X300MW)。
1994年我院与美国SARGENT&LUNDY公司、中国电力建设工程咨询公司共同组建成立了“京萨电力工程有限公司”。从成立至今我院先后派出一百五十余名工程技术人员赴美进行培训和参加设计工作。共同完成了中国大连、丹东、利港、扬州、墨西哥Montery和美国SandHill联合循环燃机电厂的设计工作。
1995年10月我院西北电力承包公司（西北电力设计院）和日立（中国）有限公司（日立制作所）组建成立了“西安日立西北电力技术开发有限公司”先后派出了二十三名管理和技术人员在公司工作。完成了日本柿崎、日本大井、日本松浦、新加坡TUAS、秘鲁ILO等二十余项国内外电力工程的招投标、工程设计和可行性研究工作。
2004年11月18日，我院与英国AVEVA集团签署了战略合作协议备忘录，是国内唯一与英国AVEVA集团签署了战略合作协议备忘录的设计院。
2007年9月，我院与易安信电脑系统（中国）有限公司（EMC）在西安签署了“建立战略合作伙伴关系共识备忘录”。我院与EMC公司战略合作的建立，标志着我院与EMC公司携手，将在企业内容管理前期研究取得新的进展，EMC公司将应用Documentum软件平台等先进技术协助我院实现一个以内容管理为基础，以项目管理为核心的解决方案，从提升企业效率及价值角度出发，开发基于企业内容管理的应用系统，构筑符合国际型工程公司先进的信息应用集成系统构架，全面实现工程公司信息化应用目标。