Трасса канала, имея генеральное направление с юга на север, начинается в северной части Повенецкой губы Онежского озера, проходит вверх по долине реки Повенчанка, и на расстоянии 10 км достигает своей наивысшей точки 70 метр над уровнем Онежского озера. Семь рядом построенных гидроузлов Южного склона образуют так называемую Повенчанскую лестницу. Расстояния участков пути между шлюзами небольшое – около 1-го км. Шлюзы и подпорные дамбы построены вне речных русел – это сократило затраты и сроки строительства. Водораздельный участок – Волозеро, протяженностью в 22 км расположен между шлюзами № 7 и № 8 и образован подпором озер Воло, Узкое и Вадло путем подъема их уровня от 2 до 4 м и сооружением искусственного канала протяженностью 6 км. Это один из трудных участков на канале, судовой ход здесь огибает острова и имеет повороты, а глубина по его оси меняется от 4,5 до 15 метров. Через водоспуск гидроузла №7 сбросы идут на юг для обеспечения шлюзования на Южном склоне. Через гидроузел №8 сброс на север слагается из расхода на шлюзование через шлюзы №8 и №9, а также сброса паводковых вод в нижерасположенный бьеф. Основными водоемами, питающими Волозеро, являются Хижозерское водохранилище, находящееся в 5-ти км и Верхневолозерское водохранилище, находящееся на расстоянии 23-х км от впадения. Объем воды накапливаемый в этих водоемах полностью обеспечивает шлюзование судов с 1-го по 9-й шлюзы в течение навигации.