La historia de la construcción de la Estación de Atocha fue larga y compleja, varios proyectos se llevaron a cabo hasta llegar al definitivo de Alberto de Palacio - en colaboración con el ingeniero Saint-Janes - en el año de 1885. Habían pasado más de tres décadas desde que la reina Isabel II inaugurase las primeras instalaciones con un trayecto entre Madrid y Aranjuez (que contaba exactamente con 49 kilómetros de distancia), un día 9 de febrero del lejano año de 1851.
Hasta que comenzó la ejecución de los planos diseñados por Alberto de Palacio, tuvieron que pasar varios años y acometerse una serie de remodelaciones que pretendían adecuar aquella pequeña estación (conocida como Estación de Mediodía, Estación del Sur o Embarcadero de Atocha) a las nuevas y cambiantes necesidades del tráfico ferroviario. El golpe de gracia al primer edificio lo dio un voraz incendio que arrasó buena parte de la construcción en 1864.
La obra de Alberto de Palacio contaba con gran arco triarticulado que cubría un espacio de más de 7.400 metros cuadrados, los andenes y las 6 seis vías - agrupadas de dos en dos- quedaban cubiertos por una bóveda de gran vuelo cortada perpendicularmente en su fachada por una vidriera. El espacio de los andenes estaba rematado por dos cuerpos de ladrillos que escoltaban la vidriera de la fachada, coronada por un gran globo terráqueo flanqueado por figuras de animales fantásticos.
Las dimensiones de la nave central se consideraron en su momento un ejemplo de la modernidad de la ingeniería, ya que contaba con más de 48 metros de luz, 27 metros de altura y 152 metros de largo. La finalización de las obras tuvo lugar en diciembre del año 1892.
Desde su inauguración no dejaron de hacerse obras de reforma y ampliación, para poder responder a la aparición de nuevas líneas y al incremento de circulación de mercancías y pasajeros. Muy recientemente, la nueva Estación de Chamartín ha descongestionado el tráfico de trenes de largo recorrido desplazando sus cabeceras a la Estación de Atocha, con la que se une mediante una línea subterránea.
A su vez, en los primeros años noventa, el novedoso concepto de intercambiador de transportes dará vida a una nueva estación: Puerta de Atocha, que da servicio a los trenes de gran velocidad - Ave - y a los de larga y media distancia. Junto a esta estación-terminal tenemos las instalaciones de Atocha Cercanías (por cuyas vías también discurren algunos de los trenes de media y larga distancia que cruzan la península), que es sin duda el punto central de la rede de Cercanías de Madrid, y el acceso a la estación de metro de Atocha Renfe.
El arquitecto de la nueva estación es el navarro Rafael Moneo, y en su trabajo ha primado la funcionalidad frente a cualquier otra característica. De la antigua estación se han conservado todas las instalaciones arquitectónicas dignas de mantenerse, aunque con otras finalidades diferentes a las primitivas... así, un jardín botánico de más de 4000 metros y de más de 500 especies vegetales ocupa hoy los antiguos andenes, acompañado de un moderno centro comercial.
