Una de las dos grandes estaciones de tren de larga distancia de Madrid es la estación de tren de Atocha, que fue construida como terminal. Está ubicada en el centro de la ciudad en la Plaza Emperador Carlos V, cerca del jardín botánico y el Museo del Prado. El antiguo vestíbulo de la estación, que fue construido entre 1888 y 1892 en estilo Art Nouveau por el arquitecto Alberto del Palacio Elissague, es famoso por su techo de hierro fundido y vidrio. La estación de hoy consta de dos partes.
En 1992 se puso en funcionamiento la nueva estación de tren al sur de Atocha. Desde entonces podemos encontrar en su interior un jardín de palmeras tropicales, que se utiliza como sala de espera y punto de encuentro, bajo la enorme bóveda del antiguo vestíbulo de la estación. Este jardín está compuesto por más de 7.000 plantas de diferentes continentes como América, Oceanía y Asia, y ocupa más de 4.000 metros cuadrados.
Este diseño se ha hecho muy popular entre los turistas que viajan a España y ha provocado que haya gente que visite la estación aunque no tenga intención de usar el tren.
Respecto al transporte, a esta estación no solo llegan todas las líneas de cercanías de la región, sino también los trenes de largo recorrido y alta velocidad del sur de España, así como los trenes regionales y la línea 1 del Metro de Madrid con parada en la estación de Atocha.
Como se puede observar, no solo por esta estación, la red ferroviaria, y en general el transporte público en Madrid, está bastante desarrollado y se ha convertido en el principal medio de transporte para los madrileños, ya sea para ir al trabajo, escuela etc.
Atentado con bomba en la estación
No obstante, esta estación fue testigo de uno de los momentos más tristes en la historia de la capital española. El 11 de marzo de 2004, entre las 7 y las 8 de la mañana, durante una de las horas con más personas utilizando este medio de transporte, la estación se vio ensombrecida por un terrible suceso. Concretamente, hubo un atentado con bomba en el que se produjeron diez explosiones casi simultáneas en cuatro trenes en el cual murieron 192 personas.
Desde 2007, un monumento de vidrio frente a la entrada principal conmemora a las víctimas del ataque.