经过第二期整治，汾江水环境有所改善。但九十年代以来，佛山经济迅速发展，企业规模和数量迅速壮大，城市人口剧增，汾江河的纳污量大大增加，造成河道淤塞，鱼虾绝迹，河水发黑发臭。

　　整治汾江污染的呼声越来越高。１９９５年，市政府将整治汾江作为为群众办的九件实事中的一件，并成立了汾江河综合整治委员会，开始了第三次大规模的整治汾江行动。

　　市环保局有关人员介绍说，这次是历次整治工作中力度最大的一次，而且首次提出建设“截污工程”——将直接排入汾江的工业及生活废水全部截住，引入污水处理厂，经处理达标后再排放。并提出要逐步建立四家污水处理厂；历史上生活污水全部未经处理就直接排放汾江的历史也在这一时期宣告结束——１９９５年底建成的镇安净水厂当年日处理污水能力为５万吨，到１９９７年又扩大到１０万吨；日处理粪便６００吨的镇安粪便处理厂于１９９８年８月建成运行；东鄱污水处理厂则于去年１１月奠基，这在汾江治理史上无疑是一个新突破。

　　观念上也出现了新的突破：由过去注重对重点污染源的治理到全面治理污染源，由污染物浓度控制转为总量控制，由点源分散治理转为集中控制污染，由终端治理转为全过程污染控制；推行工业废水集中处理；开展了与南海的联合行动。

　　从１９９６年开始的５年时间里，佛山市区共投入４．３亿元、南海市共投入６．１亿元整治汾江。市区和南海已完成排污口规范化整治的企业共７０３家，并给２２家重点企业安装了监控仪；建起一个日处理能力１００吨的印花污水处理中心，责令３０多家印花厂全部搬迁到该区，实行统一管理，所排废水全部实行集中处理；市区纳入达标考核的３８０家企业全部实现了达标排放，南海市纳入达标考核的４９２家企业也全部实现了达标排放。同时，还逐步建立了较完善的管理制度。首次制定颁布了《汾江河管理办法》，使河道管理有法可依。对治污设施实行年审制度。对沿江所有企业实行排污许可证制度。为了加大监管力度，成立了环境监理大队。

　　有人说，汾江的“污染”和“治污”仿佛成了一场“持久战”，从二十世纪八十年代持续到二十一世纪。第三阶段综合整治进行了６年，汾江污染的势头得到了初步控制，水质综合污染指数由１９９４年的１．０６下降为１９９９年的０．７３，由重污染降为中污染。尤其是治污观念的转变为新阶段彻底整治汾江污染打下了基础。