Для нахождения более правильного архитектурного решения был организован конкурс, в котором приняли участие следующие коллективы архитекторов: Архитектурный отдел Гидропроекта, Государственная мастерская Комитета по делам архитектуры (руководитель Л. М. Поляков), мастерская Союзтранспроекта (руководитель А. Н. Душкин), мастерская Управления по делам архитектуры г. Ленинграда (руководитель И. И. Фомин) и мастерская Управления по делам архитектуры г. Киева.

Жюри конкурса признало наиболее удачным проект, представленный мастерской под руководством Л. М. Полякова. Этот проект вместе с проектом, выполненным коллективом архитекторов Гидропроекта, был положен в основу для составления окончательного проектного решения. Окончательный архитектурный проект, по которому осуществлено строительство, выполнен авторским коллективом архитекторов Гидропроекта.

В утвержденном архитектурном проекте Волго-Донской водный путь решен как комплекс разнообразных по характеру и назначению сооружений. Наземные здания Волго-Дона, воздвигнутые на огромной территории протяжением 300 км, решены как единый архитектурный ансамбль, в который вошло около 100 сооружений.

Сооружения, выполненные в монументальных формах, соответствуют общей идее, отражающей большое народнохозяйственное значение стройки. Вместе с тем основой архитектурного замысла явилась идея величия исторических побед советского народа в боях под Сталинградом, которая отражена в триумфальных арках, воздвигнутых на входных шлюзах канала, в скульптурно-декоративных элементах зданий шлюзов, а также в монументах и барельефах, посвященных героям гражданской и Великой Отечественной войны.

Стилевая характеристика всех сооружений Волго-Донского комплекса разработана на основе русского классического зодчества.

Архитектурные детали (карнизы, сандрики, пояски, замковые камни, колонны и пр.) выполнялись заранее на заводах плит оболочек из бетона марки 170 с поверхностным отделочным слоем того же состава, что и для штукатурки фасадов. Всего на сооружениях капала было применено до 50 типов архитектурных деталей. Наружные и внутренние лестницы выполнялись сборными с железобетонными ступенями и покрывались слоем под фактуру стены или мозаику.