Den nye kanaltraséen følger noen steder traséen til det gamle Mariinskijkanalsystemet, mens den andre steder avviker fra den. Seks av kanalens åtte sluser ligger langs 35 km av nordhellingen mot Onega, med en samlet løftehøyde på 80 meter. På sørsiden er det bare to (parallelle) sluser, med løftehøyde på 13 meter, som ligger nær byen Sjeksna ved Sjeksna-elva, 50 km oppstrøms fra Tsjerepovets. Kanaltraséen på nordsiden følger elva Vytegra's oppdemte elveleie. Kanalens toppnivå, mellom Pakhomovo-slusene på Vytegra og demningen til Sjeksna-reservoaret er 278 km langt. Det omfatter en 40 km lang kunstig kanal, elva Kovzja, Belojesjøen og elva Sjeksna. Traséen på sørsiden følger Sjeksna-elva ned til Rybinsk-reservoaret. Kanalens høyeste punkt er senket til 113 moh.