Srbskem by mělo potrubí vést od bulharských hranic po trase dlouhé 422 kilometrů a plánovaná kapacita srbské větve činí 40,5 miliardy krychlových metrů ročně. Srbský úsek má provozovat společný podnik mezi Gazpromem, který v něm bude mít 51 procent, a místním plynárenským podnikem Srbijagas.
Pro Srbsko, které je na dovozu ruského plynu zcela závislé, je plynovod South Stream investicí zásadního významu. Země má potíže s nastartováním ekonomického růstu a nedávno ji navíc postihly ničivé záplavy.
Vůči projektu má ale výhrady Evropská unie, která po březnovém připojení ukrajinského Krymu k Rusku proces schvalování výstavby plynovodu pozastavila. Evropská komise tehdy také poukázala na rozpor s nařízením EU, které zakazuje, aby dodavatelé plynu měli kontrolu nad plynovody.
South Stream má podle současných plánů začít přepravovat ruský plyn do Evropy od konce roku 2015. Potrubí dlouhé kolem 2500 kilometrů má vést po dně Černého moře do Bulharska a dál přes Srbsko, Maďarsko, Slovinsko a Rakousko až do severovýchodní Itálie. Další větve mají směřovat do Chorvatska, Makedonie, Řecka a Turecka.
Ročně má plynovod přepravovat asi 63 miliard metrů krychlových plynu, což je zhruba 15 procent objemu, který Evropa ročně spotřebuje. Plné kapacity by měl dosáhnout v roce 2018. První fáze s roční kapacitou 15,75 miliardy metrů krychlových by měla být na dně Černého moře vybudována do třetího čtvrtletí příštího roku.