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.
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.
