Ruskí boľševici si Moskvu ako nové hlavné mesto svojho „ideálneho“ štátu zvolili predovšetkým pre jej výhodnú strategickú polohu – leží hlboko vo vnútrozemí ZSSR. No jej intravilánom nepretekala rieka s prietokom zodpovedajúcim potrebám veľkomesta. To však Stalin a spol. nepovažovali za neprekonateľný hendikep. Veď severne od Moskvy o niečo viac ako 100 km vzdušnou čiarou tečie Volga a vodou z jej koryta deficit tejto prepotrebnej tekutiny v Moskve sa dal vyriešiť.

Priemysel, ktorý sa i v Rusku začal pomaly rozvíjať na prelome 19. a 20. storočia, významne poznamenal charakter Moskvy. Vznikali fabriky a za prácou z vidieka do mesta prichádzalo čoraz viac ľudí. Nádejný vývoj bol prerušený prvou svetovou a následne občianskou vojnou, ale od začiatku 20. rokov počet obyvateľov opäť rýchlo narastal. Na začiatku 30. rokov 20. storočia už v Moskve žili tri milióny ľudí. Ohromná spotreba vody fabrikami a domácnosťami premenila rieku Moskvu vo vysychajúcu riečku, ktorej voda bola znečistená priemyselným odpadom a splaškami. Mesto začalo pociťovať predovšetkým vážny nedostatok pitnej vody.
Projekt kanála a jeho autori
Aj s ohľadom na túto situáciu Stalin, nový vládca boľševického impéria, pripravoval generálnu rekonštrukciu Moskvy. V polovici júna 1931 plénum ÚV KSSZ prijalo rozhodnutie: „... zásadným spôsobom vyriešiť problém nedostatku vody v rieke Moskve jej prepojením s horným tokom rieky Volga.“ Tým bolo rozhodnuté o vybudovaní kanála Moskva – Volga, vďaka ktorému sa opäť naplní koryto rieky Moskvy. Okrem vodohospodárskej funkcie mal byť kanál aj dopravnou tepnou spájajúcou hlavné mesto s Volgou.
V roku 1931 bol zriadený Moskanalstroj, inštitúcia poverená vypracovaním projektov kanála a technickým vedením výstavby. V jej čele stál Vladimir D. Žurin (1891 – 1962). Hlavným inžinierom bol menovaný profesor Aleksandr I. Fidman (1880 – ?), vedúci Katedry hydrotechniky na Moskovskom inštitúte dopravných inžinierov. Neskôr ho v tejto funkcii nahradil Sergej J. Žuk (1892 – 1957), ktorý už mal skúsenosti so stavbou Bielomorsko-baltického kanála, a Fidman sa stal hlavným inšpektorom.

Vedúcim hydrotechnického oddelenia stavby, od apríla 1934 zástupcom vedúceho stavby Južného (moskovského) rajónu a od mája 1936 vedúcim stavby prostredného úseku, bol Aleksandr N. Komarovskij (1906 – 1973). Tím hlavných projektantov tvorili: Grigorij S. Michaľčenko, projektant väčšiny zemných priehrad, Nikolaj V. Vasiliev, projektant plavebných komôr, Aleksandr I. Baumgoľc, projektant hydrotechnických zariadení, Vasilij V. Kirejev, projektant mostov a ciest. Neskôr pribudli Georgij A. Russo, Mitrofan N. Popov, Boris M. Churgeľ a ďalší.
Prvou úlohou projekčného tímu bolo určenie najvhodnejšej trasy kanála po stránke hydrotechnickej i ekonomickej. Volga tečie približne 130 km severne od Moskvy, a hlavne za Klinsko-dmitrovským hrebeňom, ktorý vystupuje do výšky 60 m nad úroveň hladiny rieky Moskvy. Ideové technické riešenie bolo nasledujúce: prehradiť rieku Volgu a časť jej vôd odviesť plavebným kanálom smerom na juh. Hydrotechnickými zariadeniami na tejto časti kanála by sa hladina zdvihla na úroveň najvyššieho bodu Klinsko-dmitrovského hrebeňa, potom by nasledoval rovný a široký úsek vytvorený umelými vodnými nádržami a nakoniec by opäť hladina klesla umelým kanálom do rieky Moskvy.
Z viacerých návrhov ako víťazný vzišiel tzv. Dmitrovský projekt. Podľa neho sa kanál začínal pri mestečku Dubna (pri ústí rovnomennej rieky do Volgy), pokračoval okolo Dmitrova, Jachromy, Ikši a do rieky Moskvy sa napájal pri osade Tušino. Dĺžka takto navrhnutého kanála bola 128 km, objem zemných prác sa predpokladal 151 miliónov m3 a hĺbka výkopov v priemere 12 m (v najhlbšom mieste 30 m).
Nešťastní stavitelia
Definitívny projekt bol schválený v máji 1932 a o necelé štyri mesiace boli zahájené stavebné práce v úseku pri Chimki. V tom čase ešte nebol dokončený Bielomorsko-baltický kanál, takže asi rok sa súčasne realizovali dve gigantické vodné stavby. Čo sa týka ľudských zdrojov, na oboch stavbách bol použitý podobný scenár – kľúčovú rolu zohrali trestanci a na výstavbu dohliadala OGPU (neskôr NKVD). Rozdiel bol azda len v tom, že na kanáli Moskva – Volga už bola použitá aká-taká mechanizácia. Na konci leta 1933 sa na stavbe objavili prvé bagre zo závodu v Kovrove. Boli pomerne poruchové, na parný pohon a o chod jedného sa starala päťčlenná obsluha.

Na zabezpečenie potrebného počtu pracovníkov bol vyhláškou 889 zo 14. septembra 1932 zriadený Dmitrovský výchovno-pracovný tábor (skrátene Dmitrovlag). Správa gulagu sídlila v komplexe Borisoglebského kláštora v Dmitrove. Do augusta 1933 bol vedúcim gulagu Jakov D. Rapoport (1898 – 1962), po ňom až do konca stavby v apríli 1937 túto funkciu vykonával Semion G. Firin (1898 – 1937). Výstavbu kanála z hľadiska ľudských zdrojov riadil Lazar J. Kogan (1889 – 1939). Na celú mašinériu dohliadal Genrich G. Jagoda (1891 – 1938), faktický šéf OGPU (Объединённое государственное политическое управление).
V septembri 1933 začali do lágra prichádzať prví trestanci z oblastí Leningradu, Strednej Ázie, Sibíri a z lágrov Temnikovského, Višerského a Sarovského. Maximálna obsadenosť Dmitrovlagu bola na prelome rokov 1935 a 1936, keď sa počet trestancov odhaduje na 200 000 osôb.
V priebehu výstavby kanála zahynulo, umrelo alebo bolo popravených mnoho jeho staviteľov – trestancov. O skutočnom počte mŕtvych sa len špekuluje v rozmedzí od 20 000 až po ťažko uveriteľný milión osôb. Každodenne sa viedli zoznamy väzňov v každom oddelení lágra a uschovávali sa na správe Dmitrovlagu. Tieto archívne dokumenty sa však do súčasnosti nedochovali. Na jeseň 1941, keď sa nemecké vojská priblížili k Moskve, vedenie NKVD (Нарoдный комиссариaт внyтренних дел, nástupca OGPU) rozhodlo evakuovať archív Dmitrovlagu. Ten bol po Volge dopravený do Uľjanovska, kde ho miestni činovníci NKVD spálili. Dodnes sa vedú spory o tom, na čí pokyn tak učinili.
Trasa a priebeh výstavby
Prírodné podmienky a konfigurácia terénu nedovoľovali vybudovať kanál gravitačný. Pre prekonanie Klinsko-dmitrovského hrebeňa je v trase kanála vybudovaných niekoľko plavebných stupňov. Prečerpávanie vody medzi nimi zabezpečujú prečerpávacie stanice. Plavbu lodí umožňuje sústava plavebných komôr vybudovaných na každom plavebnom stupni.
Kanál sa začína na Volge pri meste Dubna. Tu bola za tri roky od júna 1933 vybudovaná deväť kilometrov dlhá a 14 metrov vysoká priehrada (sčasti zemná a sčasti železobetónová) s hydroelektrárňou. Po prehradení Volgy vznikla Ivaňkovská vodná nádrž (nazývaná tiež Moskovské more) s objemom zadržovanej vody okolo miliardy m3 a plochou 320 km2. Z nej vteká volžská voda do koryta kanála.

Kanál pokračuje okolo mesta Dmitrov a v piatich plavebných stupňoch sa voda postupne dostáva do najvyššieho bodu trasy na kóte 162 m n. m. Táto časť, tzv. severný sklon kanála, má dĺžku 72 km a je na nej vybudovaných päť plavebných komôr, ktorými sa prekonáva výškový rozdiel 38 m.
Prostredná časť kanála je tvorená sústavou umelých vodných nádrží na riekach Ikša, Uča, Kljazma a Chimka, ktorých hladina je približne v rovnakej úrovni (asi 162 m n. m.). Najsevernejšie z nich leží Ikšinská nádrž, južnejšie od nej Učinská, vytvorená Akulovskou priehradou. Potom nasleduje Kljazmská nádrž, ktorá vznikla vybudovaním Pirogovskej priehrady, a sústavu zakončuje vodná nádrž pri meste Chimki vytvorená Chimkinskou priehradou. Tieto vodné plochy sú prepojené kanálmi a spolu tvoria vodnú cestu, ktorej dĺžka je 52 km. Celková plocha vodných nádrží je okolo 60 km2 a zadržovaný objem vody okolo 350 miliónov m3.
Medzi Kljazmskou a Chimkinskou vodnou nádržou na Klinsko-dmitrovskom hrebeni je rozvodie riek Kljazma a Chimka, ktoré sa „prerezalo“ kanálom v oficiálnych dokumentoch nazývaným Hlboký výkop (Глубокая выемка). Výkopové práce rôznych objemov, samozrejme, prebiehali prakticky po celej trase stavby. No v Hlbokom výkope dlhom šesť kilometrov (medzi 107. a 113. km trasy kanála Moskva – Volga) boli hĺbka a objem výkopov najväčšie.
Zemné práce boli v tomto mieste spustené na začiatku septembra 1932. Vykonávali ich tisíce väzňov predovšetkým pôvodom zo Strednej Ázie. Do leta 1933 vykopali a odviezli dva milióny m3 zeminy, tzn. asi štyri milióny ton. Ručne a za každého počasia! Ich pracovnými nástrojmi boli krompáče, lopaty a fúriky. Trestanci vykopali a odviezli „len“ asi dva až štyri metre zeminy nad budúcim korytom kanála. Čím viac sa zahlbovali, tým bola práca náročnejšia.


Ťažko pracujúci padali od únavy a postup sa spomaľoval. Vedenie stavby uznalo, že v takýchto podmienkach týmto spôsobom nebolo možné ďalej pokračovať a rozhodlo o čiastočnej mechanizácii prác. Postupne sa začali používať bagre a nákladné autá, ale aj koľajová doprava. Zemina sa rozrušovala tzv. vodometmi, ktoré tu vyskúšal konštruktér Nikolaj D. Cholin (1900 – ?). No tieto stroje neboli spoľahlivé a často dochádzalo k ich poruchám.