Après avoir traversé la gare Saint-Agne, et sa correspondance avec la ligne B du métro, la ligne Toulouse - Bayonne traverse la Garonne et l'Île du Ramier, d'où se séparent des voies déclassées qui permettaient à l’origine de desservir les usines de la SNPE et celles d'AZF aujourd'hui détruites à la suite de la catastrophe du même nom. Puis une seconde bifurcation a lieu :