El estadounidense de 37 años, que busca su primer título de la PGA desde 2019 y el cuarto en total, disparó un par de cuatro bajo par 67 sin bogeys para situarse en 16-bajo 197 después de 54 hoyos en el TPC Deere Run en Silvis, Illinois.
Alex Smalley, que disparó un 62, compartió el segundo lugar en 198 con sus compatriotas Adam Schenk y Denny McCarthy, con el estadounidense Peter Kuest quinto en 199.
Otros ocho jugadores estaban a sólo tres golpes de distancia, incluido el líder a 36 hoyos , Cameron Young, que tropezó con un doble bogey final y firmó 71 golpes.
"Probablemente (necesitemos) otra ronda como la de hoy", dijo Todd. "Parece que hay muchos perseguidores. La clasificación está muy apretada, así que tendré que salir ahí fuera, jugar mi juego, hacer un montón de birdies y ver qué pasa".
Todd, número 78 del mundo, que ha convertido en victorias dos de sus cinco lideratos de 54 hoyos en la PGA, fue subcampeón en Pebble Beach a principios de este año.
Los triunfos de Todd en la PGA se produjeron en el Byron Nelson Championship de 2014 y en el Bermuda Championship y el Mayakoba Classic de México de 2019.
Todd embocó un putt de 26 pies para águila en el segundo hoyo par-5, luego cerró fuerte con un putt de birdie de seis pies en el 13, un putt de birdie de 17 pies en el 15 y un impresionante shocker de birdie de 45 pies en el par-3 16.
Todd necesitó un tenso putt de 12 pies en el 18 para imponerse a sus compatriotas.
"Cualquiera que esté a tres golpes del liderato intentará ir lo más abajo posible, así que no voy a poder defenderme", dijo Todd. "Va a ser lo mismo".
Smalley, número 85 del mundo, que compartió el noveno puesto hace dos semanas en el Travelers Championship para su mejor resultado del año, igualó la ronda más baja de su carrera en la PGA para saltar a la contienda.
Smalley, de 26 años, hizo siete birdies y un eagle para tener la oportunidad de convertirse en el 24º ganador de la PGA por primera vez en la historia del evento.
"No veo por qué no podría serlo", dijo Smalley. "Sólo tengo que salir ahí fuera y si juego como hoy. Creo que tengo muchas posibilidades. Sólo tengo que tener la misma mentalidad".
Sus aciertos incluyeron un approach a tres pies en el par-5 segundo para preparar un eagle y putts para birdie de 34 pies en el par-3 12 y de ocho pies en el primero, cuarto y 17.
Young, número 19 del mundo y subcampeón del Abierto Británico el año pasado, hizo birdies en los hoyos 16 y 17 para acercarse a uno de Todd, pero en el 18 encontró un búnker en la calle y agua en su camino hacia un doble bogey final.
El estadounidense de 26 años busca su primer título en el PGA Tour tras seis segundos puestos, incluido el WGC Match Play de este año.