Plynovod má přepravovat ruský plyn pod Černým mořem přes Balkán do západní Evropy. Vyhne se tak Ukrajině a Bělorusku, tedy zemím, přes které nyní proudí většina ruského plynu do Evropy. Spory Ruska s oběma zeměmi ohledně ceny za plyn v minulosti několikrát narušily dodávky plynu do Evropy.
South Stream má začít přepravovat ruský zemní plyn do Evropy od prosince 2015. Plynovod má vést pod hladinou Černého moře a dál přes Bulharsko, Srbsko, Maďarsko, Slovinsko a Rakousko až do severovýchodní Itálie. Druhá větev povede do Chorvatska, Makedonie, Řecka a Turecka. Ročně má plynovod přepravovat 63 miliard metrů krychlových plynu.
Plynovod South Stream je považován za konkurenta plánovanému plynovodu Trans-Adriatic Pipeline (TAP). Ten by měl přepravovat plyn z nalezišť v Ázerbájdžánu.