株洲市第三水厂由株洲市第三水厂工程建设指挥部负责建设，由中国市政工程中南设计研究院设计，湖南省第五建筑工程公司负责施工。工程投资1560.7万元，资金来源于国家建委。该工程于1973年3月完成施工图设计，1978年12月竣工投产。该工程设计被评为1979年度国家级优秀设计表扬奖，1981年度部级优秀设计二等奖。

株州市第三水厂工程设计规模50万m3/d，其中工业用水38万m3/d，生活用水12万m3/d。整个工程包括取水能力70万m3/d，淹没式江心取水口1座，D1700 mm自流引水钢管2根共长96 m，直径18 m，深20.5 m，双筒联体岸边式泵房1座，D 1200 mm予应力钢筋砼输水管4557.6 m，双孔（单孔1.8 m×1.8 m）低压钢筋砼输水渠道和渡槽3座，总长903 m。净水厂包括净水能力12.5万m3/d矩形浅型平流沉淀池4座等。根据工程地质条件，取水泵房抗浮采用锚固桩抗浮，设计单桩抗拔承载力为8 t，试拔极限达到13 t，从而节省泵房钢筋砼用量1500 m3，约20余万元。泵房选用高效率的SA型水泵7台，在中常水位时的效率达85%以上 ，采用3台1000kW同步电机，4台异步电机，互相搭配，使功率因数达到0.924以上。为节省工程投资费用，降低能耗，该工程根据工业和生活用水不同水质水压要求采取分质分压供水。

株洲三水厂于1978年底投产时实际供水量已超过设计能力，达54万m3/d，是当时湖南省最大的水厂。1981年工程总结认为：该工程通过生产检验证明，设计所选用的工艺布局合理、运行安全可靠，生产成本低，供水水质优于国家标准，沉淀池出水水质达到2～3度，操作管理方便，滤池已超过设计负荷3万m3/d而滤后水质浊度为0.5 度。送水泵房设备配备合理，调度灵活，通风条件好，检修方便。