La operación, desarrollada entre 1985 y 1992, consistió en la construcción de 2 nuevas estaciones de gran capacidad completamente nuevas, la estación de Puerta de Atocha que acogería la nueva línea de alta velocidad y situada tras la estación original, y la estación de Atocha Cercanías, que acogería las líneas que continúan hacia el túnel de la Castellana.