Situace s tranzitní dopravou přes Karlín byla ale dlouhodobě neudržitelná a řešení se intenzivně hledalo již od ustavení Pražské nádražní komise v roce 1910. Ta měla za úkol vyprojektovat seřaďovací nádraží ve Vršovicích, navazující spojovací trať Vršovice – Libeň – Vysočany s odbočkou do Běchovic, přestavbu současného hlavního nádraží na centrální se současným zrušením dnešního Masarykova nádraží, odstavné nádraží v Libni, druhý Vinohradský tunel a konečně ústřední nákladové nádraží na Rohanském ostrově včetně jeho zaústění do Buben, Libně a tratí od Neratovic a Lysé nad Labem. Proto se nejprve sledovalo propojení Libně a Buben přes Rohanský ostrov s novým mostem přes Vltavu z Karlína, který by se na ostrově Štvanici přimkl k Negrelliho viaduktu. V roce 1940 pražská Plánovací komise pod německým vedením navrhla přeložku od Libně a Vysočan po pravém břehu Vltavy až do Podhoří v Troji, kde trať mostem přes Vltavu přešla do své trasy v Sedlci. Koncem 40. let se pak objevuje pojem Holešovická přeložka, avšak v trase z Libně přes Maniny a podél Holešovického přístavu. O deset let později se již ustálilo dnešní vedení Holešovické přeložky z Libně do Stromovky potvrzené vládním usnesením v roce 1960.

Most přes Vltavu navazuje na tunel pod Bílou skálou dlouhý 331 metrů, který se stavěl v letech 1966–1975. Stavba mostu byla zahájena taktéž v roce 1966, dokončena byla národním podnikem Stavby silnic a železnic o deset let později. Jde o čtvrtý a nejmladší železniční most v Praze přes Vltavu. V porovnání s ostatními je atypický v šikmosti překonání Vltavy, která je 45°. Aby byly negativní dopady šikmosti mostu na tok řeky včetně průchodu velkých vod a potřeby plavby eliminovány, má čtyři kruhové pilíře o šířce osm metrů nad hladinou, v základech široké 20 metrů. Nízko nad hladinou z pilířů vyrůstají betonové, od sebe se rozbíhající šikmé stojky, na kterých je pět kloubových rámů z předpjatého betonu, každý o délce 77,5 metru. Celková délka mostu činí 387,5 metru, výška nad hladinou Vltavy je 14 metrů. Na levém břehu na most bezprostředně navazuje estakáda přes Argentinskou ulici. Projektant Vilém Možíš (1914–1975) ze zhotovitelské firmy se inspiroval mostem v La Voulte-sur-Rhône z roku 1955. Náš most je tak větším bratříčkem francouzské předlohy. Holešovická přeložka byla zprovozněna 23. prosince 1980, kdy sem byly převedeny nákladní vlaky z Negrelliho viaduktu. Ten tak mohl být v následujícím roce na bubenské straně přestavěn kvůli rozšíření nábřeží. Pravidelná osobní doprava byla zahájena v roce 1985 po dokončení stanice Praha-Holešovice.