Hyd yn oed cyn i'r gwaith ar Ddoc y Rhath orffen roedd cynlluniau yn cael eu llunio ar gyfer buddsoddiad mawr arall yng nghyfleusterau’r dociau. Erbyn 1895 cafwyd caniatâd Seneddol ar gyfer doc newydd ar dir wedi'i adennill ar ochr flaendraeth y rhai presennol.
Roedd angen dau arglawdd i adennill tir, a bu’r gwaith o godi'r rhain yn anodd oherwydd y mwd meddal ar y safle a llanw enfawr Môr Hafren. Erbyn 1898 fodd bynnag cwblhawyd y rhan hon o'r gwaith a dechreuwyd adeiladu waliau'r doc. Ond aeth pethau o chwith braidd fan hyn hefyd, a bu’n rhaid cloddio'r sylfeini’n ddyfnach na’r disgwyl.
Roedd y doc olaf yn 2550 o droedfeddi o hyd ac 800 o droedfeddi o led, ac yn amgáu 50 erw o ddŵr. Mae’r loc môr yn 90 troedfedd o led. Mae tramwyfa gyfathrebu i Ddoc y Rhath gyda phont siglo drosti ar gyfer cledrau rheilffordd.
Roedd cyfanswm y gost yn fwy na £2m (tua £172m heddiw).
Roedd ochr atfor y doc i'w ddefnyddio i allforio glo gyda'r ochr gyferbyn yn cael ei defnyddio ar gyfer mewnforion. Roedd warysau ar yr ochr fewnforio yn cynnwys storfa oer, ac o ganlyniad i hynny daeth Caerdydd yn borthladd pwysig ar gyfer trin cig wedi'i rewi.
Agorwyd y doc ar 13 Gorffennaf 1907 gan y Brenin Siôr VII a'r Frenhines Alexandra y cafodd y doc ei enwi ar ei hôl.
