Il y a déjà deux tunnels entre les gares Chamartin et Atocha, à écartement ibérique (1668 mm), très majoritairement pour les besoins des Cercanías de Madrid. Le troisième tunnel de 7 km a été établi à voie normale pour les liaisons voyageurs à grande vitesse. Il s’agit d’interconnecter l’ensemble des lignes espagnoles pour supprimer notamment la correspondance sur les liaisons depuis le nord du pays vers l’Andalousie et l’arc méditerranéen.

A ce projet de base, a été ajouté le quadruplement de 23 km de la ligne Madrid – Séville jusqu’à Torrejón de Velasco afin d’augmenter la capacité en dissociant les circulations entre ceux qui emprunteront le tunnel central et ceux qui continueront de faire terminus à Atocha, ce qui explique – en partie – l’évolution du coût de 356 M€ (en 2008) à 826 M€ aux conditions économiques actuelles.