Med en investering på 5,3 miljarder dollar, cirka 43 miljarder kronor, ska produktionen fördubblas till över 500.000 ton koppar om året till år 2027, skriver bolaget i ett pressmeddelande på fredagen.
Arbetet planeras ta sin start i mitten av 2016 och den första produktionen från den nya underjordsgruvan väntas 2020.
Kopparpriset har fallit från som högst nästan 10.000 dollar per ton för fem år sedan under 4.400 dollar i början av 2016, för att under vintern åter stiga till i dagsläget omkring 4.800 dollar. Från bolagets sida visas dock ingen oro över prisutvecklingen.
"De långsiktiga fundamentala faktorerna är fortsatt starka. Produktionen från Oyu Tolgois underjordsgruva kommer att inledas vid en tidpunkt då kopparmarknaden bedöms stå inför ett strukturellt utbudsunderskott", kommenterar Rio Tintos vice vd Jean-Sebastien Jacques i pressmeddelandet.
Koppar och guld bryts sedan 2013 vid Oyu Tolgoi i dagbrott, med en årlig produktion om 175.000-200.000 koppar.
Fullt utbyggd kommer Oyu Tolgoi att vara världens tredje största koppargruva.