Der Bahnhof Madrid Atocha verfügt über 12 Gleise, die Hochgeschwindigkeitszüge (AVE) in verschiedene spanische Städte, darunter Barcelona, Sevilla und Valencia, bedienen. Die Gleise sind von 1 bis 12 nummeriert und befinden sich in der Haupthalle des Bahnhofs, die von den Ticketbereichen aus zugänglich ist. Um die Gleise zu erreichen, können die Passagiere Treppen oder Aufzüge nutzen, die an mehreren Punkten im Bahnhof vorhanden sind. Eine klare Beschilderung hilft den Reisenden, sich im Bahnhof zurechtzufinden, und führt sowohl zur Hauptlobby als auch zu den Gleisen. Zu den Einrichtungen für Reisende gehören öffentliche Toiletten, Gepäckaufbewahrung und Dienstleistungen für Passagiere mit eingeschränkter Mobilität, einschließlich Rampen und barrierefreier Toiletten.