Het Merwedekanaal bleek bij de oplevering in 1895 al te smal. Er werden direct plannen gemaakt voor een nieuw kanaal. Dat zou eerst via Amersfoort lopen, maar volgde uiteindelijk een groot deel van de route van het Merwedekanaal. Dat werd daarom flink verbreed en verdiept. Veel werk werd verricht door werklozen, die in de crisisjaren hier te werk werden gesteld. Net na de Tweede Wereldoorlog werd het kanaal opgeleverd. Samen met de A2 en de treinverbinding tussen Utrecht en Amsterdam vormt het een grote corridor door Noordwest Utrecht. Het kanaal is 72 km lang, iets meer dan 100 m breed en zes meter diep. Er ligt een beperkt aantal boogbruggen over het kanaal, die allemaal hoog genoeg zijn voor de scheepvaart om ongehinderd te passeren. Anders dan het Merwedekanaal mondt het Amsterdam-Rijnkanaal niet uit in de Lek bij Vreeswijk, maar loopt verder naar het oosten door om via een sluizencomplex bij Wijk bij Duurstede de Rijn over te steken en uiteindelijk de Waal bij Tiel te bereiken.
De verbeterde verbindingen trokken bedrijvigheid aan. Bij Maarssen kwamen grote fabrieken te liggen zoals de UT, bij Vreeland opende de industrieel Bernard van Leer een fabriek.
Het kanaal doorbrak de Nieuwe Hollandse Waterlinie en daarom werd bij Nieuwegein de plofsluis gebouwd. Die kon bij oorlogsdreiging worden opgeblazen en maakte het kanaal voor scheepvaart onbruikbaar.