City Quays 3 har en föreslagen kostnad på £ 46m och kommer att vara 16-våningar lång.
Med ett måldatum i slutet av 2019 kommer det att ge grad A utrymme för 3 000 anställda.
Hamnen sa att den kommer att stödja 600 arbetstillfällen under sin byggfas.
Det kommer att ligga bredvid ett hotell, som för närvarande byggs, och två andra kontorsutveckling.
Graeme Johnston, hamnens fastighetschef, sade flytten "är en återspegling av hur stark efterfrågan på kontorslokaler av hög kvalitet i Belfast är".
Han tillade att City Quays 3 kommer att vara en av Nordirlands största kontorsutvecklingar på 250 000 kvadratmeter.
City Quays 1 är hem till bland annat den amerikanska advokatbyrån Baker & McKenzie, medan City Quays 2 närmar sig färdigställandet.
Belfast Harbour har lämnat in en planeringsansökan för vad som skulle vara ett tredje stort kontorsblock vid vattnet.