南水北调中线工程通过黄河的方式是 建设穿黄隧道。具体方案是在黄河下方建设穿黄隧道，使南水从黄河下方流到北方。穿黄工程全长19.3公里，主体工程由南、北岸渠道、南岸退水洞、进口建筑物、穿黄隧洞、出口建筑物、北岸防护堤等多项大工程组成。其中，穿黄隧洞是最引人瞩目也是难度最大的工程，单洞长度达到了4250米。
穿黄工程的具体施工过程如下：
施工位置：
穿黄工程位于郑州市黄河京广铁路桥上游约30公里处，于孤柏山湾横穿黄河。
隧洞结构：
穿黄隧洞采用并排的两条隧洞设计，单洞长度为4250米，内径7米，采用盾构法施工。隧道内设有内外两层衬砌，外层为厚0.4米拼装式管片结构衬砌，内层为厚0.45米钢筋混凝土预应力衬砌，两层衬砌之间采用透水垫层隔开，以承受内、外水的压力。
施工难度：
穿黄工程是南水北调中线工程中规模最大、单项工期最长、技术含量最高、施工难度最复杂的交叉建筑物。施工过程中，需要克服黄河游荡性河流与淤土地基条件的影响。
工程进展：
穿黄工程于2005年9月27日开工建设，历时9年，于2014年6月完成全线充水试验。
通过这一穿黄隧道，长江水得以从南方穿越黄河，继续沿京广铁路西侧北上，最终自流到北京、天津等地，为沿线地区提供生活和生产用水。