北溪天然氣管道第一條支線于2011年11月正式投入使用，年供氣能力達到275億立方米。這條支線從俄羅斯芬蘭灣附近的維堡市出發，經波羅的海海底到達德國東北部港口城市格賴夫斯瓦爾德。
第二條支線長775英里（1224公里），負責運送俄羅斯北部的亞馬爾半島的尤日諾-魯斯科耶氣田的天然氣。投入使用後可使年供氣能力幾乎增加一倍，提高到550億立方米。
北溪天然氣管道項目的股東是：俄羅斯天然氣工業公司（51%股份），德國Wintershall公司和德國E.ON Ruhrgas天然氣公司各持有15.5%股份，法國蘇伊士集團（Gdf Suez）和荷蘭GASUNIE公司各持有9%股份。
在北溪天然氣管道投入使用前，俄羅斯對歐洲的天然氣供應主要通過烏克蘭或者白俄羅斯過境運輸實現，其中經烏克蘭的供氣量占三分之二以上。
過去幾年來，俄羅斯通過烏克蘭天然氣管道向歐洲輸送天然氣因俄烏價格爭端而幾次陷入混亂。2009年新年伊始的最後一次爭端使歐洲斷氣幾近兩星期。
北溪管道第一條支線使得俄羅斯減少了通過烏克蘭輸氣管線的對歐供氣量，直接向德國和其它西歐國家輸氣。
2012年1至8月，俄羅斯通過烏克蘭向西歐供氣量減少22.86%，為540億立方米。而從2011年11月到2012年10月1日，俄羅斯通過北溪天然氣管道向西歐輸送的天然氣數量一共達到87億立方米。
北溪天然氣管道項目起初定名為北歐天然氣管道，2005年開始鋪設，以滿足歐洲對天然氣日益增長的需求。但2008年全球金融經濟危機和目前的歐元區債務危機大大減少了歐洲對天然氣的需求，甚至造成歐洲天然氣市場供應過剩。
接受《德國之聲》廣播電台調查的專家們說，俄羅斯天然氣工業公司採用的是天然氣價格與石油價格挂鉤的計價公式，這使該公司向西歐市場輸送的天然氣價格高于其它出口商，且使該公司把北溪天然氣管道注滿達到設計能力成問題。
北溪天然氣管道運營商Nord Stream AG公司新聞秘書金斯·穆勒（Jens Muller）說，在北溪天然氣管道第一條支線投入運營後的11個月內，這條管道運輸了大約90億立方米天然氣，實際運營幅度占設計能力的30%到40%之間。
德意志銀行能源問題專家約瑟夫·奧爾（Josef Auer ）表示，如果供應商不同意降價，那麼北溪天然氣管道第二條支線的開通可能會使北溪項目未使用的設計能力變得更多。