Третий тоннель был возведен в межнавигационный период 1999-2000 годов открытым способом.
В сентябре 1999 года вышло постановление правительства Москвы N 880 «О транспортной развязке Волоколамского шоссе с ул. Свободы и устройстве дополнительного тоннеля под Каналом им. Москвы». Конкурс на строительство, проведенный Департаментом экономической политики и развития г. Москвы, выиграло АО «Корпорация «Трансстрой».
Проектировщиком тоннеля стало СПО АО «Институт «Гипростроймост». Заказчиком на проектирование и строительство выступило ООО «Организатор», а генеральным проектировщиком и генеральным подрядчиком – АО «Корпорация «Трансстрой». Основными подрядчиками являлись ОАО «Мостотряд-19» и ОАО «Мосводоканалстрой».
Согласно проекту, третий тоннель должен был быть длиной 409 метров, из которых 160 метров проходят под каналом, иметь пять полос движения автотранспорта, в том числе и троллейбуса, а также тротуар шириной 3 метра для движения пешеходов.
В ноябре 1999 года были начаты работы, при этом, решение о строительстве было принято при отсутствии проекта на конструкцию тоннеля. При строительстветоннеля канал осушили и срыли его насыпь. Тоннель состоял из двух: трёхполосный - для движения прямо по Волоколамскому шоссе из центра и двухполосный - для движения на ул. Свободы (имеющий также пешеходный тротуар). В отличие от старых тоннелей эти два не прямые. Особенно сильно искривлённый туннель к ул. Свободы.
Двухкамерные шлюзы, расположенные по обе стороны от пересечения с шоссе, надёжно защищали стройплощадку от воды и льда. Предельно жёсткие сроки работ - в апреле 2000 года канал должен был опять наполниться водой - требовали круглосуточной работы. Строительство тоннеля велось в котловане глубиной 11 метров и шириной 31,5 метра. Для гидроизоляции тоннеля был применен замок из суглинка, который образовал водоудерживающий слой в русле канала под тоннелем. Конструкция и технология была разработана институтом «Гидропроект» и выполнена СУ-802.
Все силы были брошены на тоннель под каналом. В связи с близостью шлюзов и, как следствие, сильно меняющейся нагрузкой на дно канала, была применена оригинальная конструкция тоннеля - его собрали из пяти 30-метровых секций, изготовленных на месте из монолитного железобетона.
Общий объём уложенного бетона - 11000 кубометров. Тоннель защищён толстой стальной цельносварной оболочкой. Вконце апреля канал вновь был заполнен водой. Расчётный срок службы этого сооружения - 100 лет.
Для движения автотранспорта третий тоннель был открыт в 2003 году, вместе со сдачей транспортных развязок со стороны центра и области. Таким образом, общее количество туннелей под каналом теперь составляет 5. Оба старых туннеля (1937 и 1972 г. постройки) стали использоваться для движения в центр.