Mellom 1960 og 1964 ble det derfor foretatt en større ombygging og utvidelse av kanalsystemet, og kanalen ble etter ombygningen var fullført omdøpt til Volga-Østersjøkanalen. Den nye Volga-Østersjøkanalen ble åpnet 5. juni 1964. 39 gamle tresluser ble erstattet av syv nye sluser, og en parallellsluse ble senere bygget i 1995. Det ble også bygget en demning over Sjeksna nær Tsjerepovets, noe som økte dybden på vannveien helt opp til Kovzja-elva og muliggjorde bruk av større fartøyer.