El trajecte Madrid-València, de 391 quilòmetres de longitud, discorre per les províncies de Madrid, Toledo, Conca i València. Forma part de la línia d'alta velocitat Madrid-Castella-la Manxa-Comunitat Valenciana-Regió de Múrcia, de 955 km de doble via en ample UIC, electrificada i adaptada als més exigents paràmetres de l'alta velocitat.
Discorre al llarg de 27 km per la Comunitat de Madrid, per la línia d'alta velocitat que uneix Madrid i Andalusia. Posteriorment, el traçat es bifurca a través de l'enllaç de Torrejón de Velasco, travessant les províncies de Toledo, Conca i València, fins a l'estació de València Joaquín Sorolla.