哈尔滨地铁3号线全长37.77公里，设计为环形线路，沿途经过多个重要站点。线路起点是红旗大街，这里可以换乘2号线，继续前行至赣水路站。接下来是会展中心，设有换乘6号线支线，继续沿线路走，依次经过海河路、先锋路和大有坊，接着在太平桥站换乘1号线。
继续行驶，乘客会到达靖宇公园站，然后是五道街和北马路。兆麟公园站则设有换乘2号线，乘客可以在这里转乘。经过经纬街和上海街，可以换乘5号线，接着是河梁街、河松街和河山街。上江路、灵江路沿线的群力第五大道和群力第六大道是该线的重要站点。
工农大街和汽车齿轮厂之间，乘客可以在哈尔滨西站换乘6号线和9号线，学府四道街和哈西大街附近是医大二院，这里可以换乘1号线。接下来是征仪路，设有换乘4号线，继续前行的旭升街和星光机械厂，进乡街则可以换乘5号线和10号线。东光机械厂和哈轴厂之间，线路最后回到起点红旗大街，这里再次与2号线相连，完成环线旅程。