Trago Mills, som driver tre butiker i Cornwall och Devon, beviljades planeringstillstånd 1999 men arbetet stoppades av flera frågor inklusive tillgång och markreklamation.
Nu börjar arbetet officiellt bredvid Cyfarthfa Retail Park på fredag.
Utvecklingen ska vara klar till våren 2018.
Det kommer att omfatta en ny butik, café och trädgårdscenter, samt lager, kontor och parkering.
Det finns också planer på att vidareutveckla området med en bensinstation och fritidsanläggningar.
Företaget grundades på 1960-talet av Mike Robertson, far till nuvarande ordförande Bruce Robertson.
Han sade: "Veligen senare än väntat, efter att först ha förvärvat den tidigare Butterley Brickworks plats i mitten av 90-talet, är vi glada att börja arbeta på Merthyr butiken.
"När den är klar kommer vår nya butik att vara ett djärvt och komplement till den blomstrande butiksmiljö som redan finns i Cyfarthfa."
Arbetet börjar på ett efterlängtat 40 miljoner pund butiks- och fritidskomplex i Merthyr Tydfil, som kommer att skapa 400 arbetstillfällen.