В 1830-х гг. при генерал-губернаторе Д.В. Голицыне вновь развернулись масштабные гидротехнические работы. Москва, в которой тогда бурно развивались промышленность, торговля и строительство, остро нуждалась в надежной транспортной инфраструктуре. Особая роль в планах отводилась реконструкции Водоотводного канала, который предполагалось сделать судоходным. Его расширили местами до 40–50 м, углубили и очистили. На реке была сооружена Бабьегородская плотина, а в конце канала – Краснохолмская. В результате уровень воды поднялся. В Кожевниках канал получил новое русло и шлюз для пропуска судов. Тогда же засыпали старинные «ровушки» на Балчуге.
Но серьезное транспортное значение канал сохранял недолго. Во второй половине XIX в. настала эпоха железных дорог. Судоходство на канале постепенно пришло в упадок. Остался лишь популярный у москвичей прогулочный маршрут от Болотной площади мимо Воробьевых гор к Бородинскому мосту. Не слишком оберегал канал город и от наводнений. Поэтому на рубеже XIX–XX вв. вновь всплыла давняя идея строительства Андреевского спрямления. Водоотводный канал же предлагалось вовсе засыпать.
Но этого не случилось. Более того, канал благоустраивали. Перед революцией он, единственный из московских водотоков, имел набережные из «дикарного камня» – татаровского песчаника на всем протяжении русла. Через него были перекинуты капитальные мосты. В советское время, в 1930-х гг., канал вместе со своей водной системой Москвы подвергся реконструкции. Его одели в высокие набережные, облицованные гранитом, возвели новые мосты, включая Малые Каменный и Москворецкий.
Когда началась Великая Отечественная война, возникло опасение, что канал послужит хорошим ориентиром для немецких летчиков при бомбежках центра города, а потому в некоторых местах над водой натянули маскировочные сети, русло заполнили плотами и макетами домов. Вид сверху на окрестности Кремля изменился.
Ныне Водоотводный канал, казалось бы, полностью исчерпал свое первоначальное предназначение. Наводнения на Москве-реке давно прекратились. Утратил канал и былое значение для судоходства.