La primera de ellas realizada hace 34 años. La propuesta mantenía y conservaba el espacio de la marquesina central de la estación, convirtiéndolo en un gran vestíbulo público con zonas de descanso para viajero, oficinas, cafeterías y un magnífico jardín tropical. De esta manera al sur de la marquesina se construiría la nueva terminal para servicios de Larga Distancia.

En 2010, Rafael Moneo fue elegido como encargado de realizar la ampliación de la estación, junto  con el arquitecto Peio Elcuaz; ocasión en la que aumentó la capacidad de los andenes y se unieron dos edificios para mantener la idea de conjunto.

Ahora, 26 años después de su primer proyecto y 18 desde la ampliación, Rafael Moneo añadirá una nueva hoja en la historia de la estación de Atocha en la que, según el ministro de Fomento, Iñigo de la Sena, está prevista una gran inversión de la que aún no se ha proporcionado ningún dato; informó Archdaily.