Le choix le plus prisé par les voyageurs est le train direct qui voyage sur ce trajet, le train à grande vitesse AVE, qui peut atteindre une vitesse de 186 mph. Ce type de trains sont gérés par la compagnie Renfe et sont favorisés par leur confort à bord et l'aspect pratique des lieux de départ et d'arrivée (tout juste dans les centre-ville : la gare de Sants à Barcelone et et la gare Puerta de Atocha à Madrid).