Общая протяжённость ТТК составляет 35,1 километра, из них около 19 километров — эстакады, около 5 километров — тоннели. Ширина автодороги на основных участках составляет не менее восьми полос (встречаются сужения до шести полос, например, между Нижегородской улицей и Волгоградским проспектом и вблизи Москва-Сити). На третьем транспортном кольце находятся 17 транспортных развязок. Наземные пешеходные переходы и пересечения с другими дорогами на одном уровне отсутствуют, что позволяет обеспечить непрерывное скоростное движение на всём протяжении автотрассы.
Проект кольца предполагал движение общественного транспорта на большей части его длины. На некоторых участках были построены остановочные карманы и подземные пешеходные переходы.
Строительство большого московского кольца планировалось еще в 1935 году, когда началось активное движение большегрузного транспорта через Москву. Грузовики разрушали дороги и затрудняли движение по узким улочкам столицы. Кроме того, Моссовет уже в то время задумывался об экологической обстановке города и разрабатывал объездные маршруты вокруг главного мегаполиса страны.
На картах того времени ТТК обозначалось как “Парковое кольцо” и связывало Останкино (нынешние парки Останкино и ВДНХ), Сокольники, Измайлово, Введенские горы (нынешние Лефортовский парк и Введенское кладбище), Ленинские (ныне — Воробьёвы) горы, парк Красная Пресня, Петровский и Тимирязевский парки.
Первая очередь строительства началась уже в 1960 году. Введён в действие тоннель под Ленинградским проспектом. За пять лет открыли движение по Автозаводскому мосту и Савеловской эстакаде. К 1984 году открыты Рижская и Русаковская эстакады. Потом строительство было приостановлено вплоть до 1998 года, когда мэр Москвы принял решение достроить Третье Транспортное кольцо.
Магистраль на восемь полос должна была разгрузить центр столицы от пробок и транзитных транспортных потоков. По оценкам, стоимость объекта - четыре миллиарда долларов. Лужнецкая эстакада, связавшая Бережковский мост и Комсомольский проспект, - первый крупный участок третьего транспортного кольца, который был пущен в эксплуатацию в мае 1999 года. Эстакада строилась ударными темпами, за семь месяцев. По нормативам - должны были за двадцать. Мэр Юрий Лужков лично открыл движение. Далее строительство магистрали продолжается с невероятной скоростью. Открытие каждого следующего участка приурочено к очередному государственному или городскому празднику.
Сентябрь 1999 года. Мэр Москвы заявляет о своем участии в очередных выборах градоначальника. В предвыборной программе Юрий Лужков обещает москвичам в кратчайшие сроки закончить строительство кольца. И буквально за неделю до выборов открывается очередной участок дороги: от Комсомольского проспекта до делового центра Москва-Сити. Работа шла круглосуточно, в три смены. Привлечены тысячи гастарбайтеров. Центр действительно начал понемногу разгружаться. Очередной участок дороги в районе Беговой строители надеялись сдать к концу августа. И опять спешка. И снова опережение сроков.
5 декабря 2003 года кольцо замкнулось, когда закончилась прокладка Лефортовского тоннеля. Юрий Лужков вновь присутствовал на открытии. В начале года в России с шумом прошла премьера второй части трилогии “Властелин колец. Две крепости”. Москвичи с нетерпением ждали выхода третьего фильма. О нем говорили буквально все. В это время за градоначальником столицы прочно закрепляется прозвище Властелин колец.
ТТК очень существенно разгрузило центр. Его строительство позволило обеспечить объезд исторической части Москвы. При этом Лефортовский участок предлагалось прокладывать и в виде эстакады и в виде открытой дороги, что поставило бы под вопрос существования множества памятников Лефортова. Но мэри приняла соломоново решение, пустив часть потока по промзоне сверху, а часть под землей. Так строилось все Третье кольцо. Сохранение культурного наследия легло во главу угла. Работы велись с невероятной скоростью и при этом с соблюдением всех мер безопасности. Конструкции эстакад признаны высококачественными международными экспертами. В истории Москвы ТТК останется одним из самых грандиозных дорожных проектов.