Las actuaciones del proyecto se desarrollan sobre los terrenos anexos a la actual estación de Atocha, desde la zona de las pérgolas existentes de las vías de Alta Velocidad hasta inicio de las estaciones de Puerta de Atocha y Atocha Cercanías.
Teniendo en cuenta la configuración actual, la disposición de las nuevas vías 16 y 17 de ancho estándar vendrá condicionada por la delimitación física de las vías actuales.
El proyecto de ampliación conectará la pasarela de Llegadas con el nuevo andén 0, El núcleo además funcionará como punto de conexión a la red de Cercanías. Bajo el nuevo andén sobre el que se montan las vías 16 y 17, se plantea la ejecución del nuevo Edificio de Catering, asociado con la galería de catering actual.
