Сегодня мы можем пролить свет на то, как устроен третий, внутренний вал городища. В середине 40-х годов прошлого века с северной стороны первый ров был уже засыпан, а первый вал прорезан. Когда точно это произошло, мы не знаем, но в публикации 1949 г. Т.М. Минаева уже отмечала эти повреждения фортификации городища. На четверть века ранее, в 1924 году Г.Н. Прозрителев отмечал, что у села Татарка «распахано древнее городище» и «обнаружен «городок». Т.М. Минаева вторит ему, отмечая, что «площадь городища открыта и вся целиком распахивается». Вероятно, разрез первого вала и засыпка первого рва связана с распашкой городища, так как здесь расположен самый удобный въезд на его территорию. Значит, это могло произойти до 1924 года. 
Третий, внутренний вал городища тоже мог быть разрезан до вышеуказанного времени. Однако, В.Г. Гниловской в книге «По родному Ставрополью. Маршруты экскурсий и походов» в 1950 году отметил на карте разрез на севере городища первого вала, но не отметил его в восточной части. В.Н. Галаева и А.А. Кудрявцев предполагают, что это произошло в середине 80-х годах «в связи со строительными работами на территории городища».

В восточной части Первого Татарского городища третий вал разрезан на ширину 5 м, сегодня здесь проходит туристическая тропа. Это следующий объект для показа после восточной башни. В 1998 году исследователи В.Н. Галаева и А.А. Кудрявцев исследовали северный разрез третьего вала «с целью уточнения конструктивных особенностей и датировки защитных сооружений». Третий вал на этом участке ориентирован по линии Север-Юг, поэтому разрез точно ориентирован по линии Запад-Восток. Длина разреза составила 10 м, высота 3 м. 

Оказалось, что вал устроен следующим образом:

Верхний слой толщиной 20-30 см представен черноземом.

Второй слой состоит из серого комковатого гумусированного грунта с включениями мелких камней, фрагментов керамики и костей животных. Этот слой зафиксирован на всем протяжении вала. Его максимальная толщина составляла 190 см в центре вала и 60-70 см по краям разреза. Только с внутренней стороны, со стороны городища, поверхность этого слоя вымощена камнями. Это уплощенные необработанные плиты местного камня – ракушечника длиной 36-120 см и толщиной 20-35 см. Вымостка начинается на вершине вала и спускается до глубины 198 см.

Нижние камни заглублены в третий слой, коричневый предматериковый суглинок на 35-40 см. С восточной, внешней стороны, в этот слой вклинивался третий массив треугольной в разрезе формы, состоящий из мешаного грунта с большим содержанием желтой глины. Максимальная толщина слоя достигала 90 см, к центру вала слой заканчивается. Под ним залегал уже описанный выше второй слой мощностью 10-30 см.

Четвертый слой залегал на глубине 220-230 см от вершины вала. Он состоял из погребенного чернозема в виде полосы плотного черного грунта мощностью 10-15 см, который распределялся по всей линии разреза вала. 

Ниже находился слой из коричневого гумусированного суглинка, светлеющего в нижней части, он переходил в материковый слой желтой глины. Он начинался с глубины 280 см. Здесь археологические слои по линии разреза вала заканчиваются. 

Получается, что к тому моменту, когда начали строить вал, на городище уже существовал культурный слой, обозначенный как третий слой в виде погребенного чернозема. Археологи отмечают, что фрагменты керамики встречались в наполнении вала без какой либо системы. Причем керамика представлена эпохой как раннего железного века, так и раннего средневековья. Второй слой сформирован грунтом, выброшенным при рытье рва и перемешанным с культурным слоем городища. Вклинивающийся в вал с внешней стороны слой связан с землей, образовавшейся при рытье внешнего рва. 

Таким образом, можно восстановить следующую картину постройки вала. К моменту постройки на месте расположения будущего вала уже существовал мощный культурный слой. Когда здесь решили насыпать вал, то первым делом сделали небольшую насыпь высотой 10-30 см, выровняв поверхность. Затем с внешней стороны вал высотой около 1 м сформировали землей, поднятой при строительстве рва. Это глинистый плотный слой земли, которым укрепили внешнюю сторону вала от быстрого разрушения. Затем вал досыпали вторым слоем до высоты около 2 м. С внутренней, западной стороны вал укрепили каменной вымосткой, в то время как с внешней стороны укрепление состояло из плотного грунта, добытого при рытье рва.

Но когда же построили третий вал? Исходя из находок керамики эпохи раннего железа и раннего средневековья, расположенных во всех слоях разреза без какой-либо системы, датировать постройку вала нужно более поздним периодом, так как керамика раннего средневековья не могла попасть в слои, сформированные за тысячу лет до ее появления. В таком случае, вал был создан в VIII-X веках н.э., то есть в то время, к которому относятся фрагменты керамических сосудов краснокирпичного цвета, сделанные на гончарном круге. Некоторые образцы керамики украшены прочерченными параллельными линиями. Такая керамика относится к салтово-маяцкой археологической культуре, которую на сегодняшний день в равной мере связывают как с аланами, так и с хазарами.