Según los datos proporcionados por la entidad pública empresarial Adif, la estación de Atocha acoge y despide diariamente a un total de 184 trenes. Entre las líneas más utilizadas se encuentran las que recorren cada día los 96 trenes AVE, que dieron servicio a 2.797.523 viajeros en el primer semestre de 2005.

Respecto a los otros operadores ferroviarios, transitaron por esta terminal 1.394.835 viajeros procedenetes de trenes de Grandes Líneas y 171.312 usuarios de los servicios Regionales.

En la estación madrileña confluyen las líneas AVE de Madrid-Sevilla y Madrid-Lleida, así como los trenes que unen la capital con Navarra, Aragón, Cataluña, Levante, Castilla la Mancha, Andalucía y Extremadura.

Por su parte, la estación de Chamartín también registró un incremento en su actividad, aunque más leve, del 0,6%, con un total de 3.852.410 viajeros que subieron y bajaron del tren en esta estación,

La mayor afluencia de pasajeros corresponde a los trenes de Cercanías, con 2.075.475 usuarios, seguidos de los 1.035.841 clientes de Grandes Líneas y de los 741.094 viajeros de trenes Regionales.

En esta terminal circulan a diario 742 servicios ferroviarios, la mayor parte de los cuales corresponden a trenes de cercanías. En Chamartín confluyen las líneas C-1, C-2, C-7, C-8 y C-10 del núcleo de cercanías de Madrid.

Desde la terminal parten los trenes de Grandes Líneas que tienen como destino la cornisa cantábrica, Galicia, algunas zonas de la costa mediterránea, como Alicante, Murcia y Cartagena, y los servicios nocturnos internacionales a París y Lisboa. Asimismo, desde Chamartín parten los líneas regionales que conectan Madrid con diferentes ciudades de Castilla y León y Castilla La Mancha.