Madrid-Atocha Cercanías inició sus servicios comerciales el domingo 24 de julio de 1988, y desde entonces no ha recibido modificaciones importantes, más allá de la introducida en la vía 1, que se diseñó con fin en una topera por su cabecera norte y después se hizo pasante como las otras nueve de la estación. En estos momentos, acaba de adjudicarse el contrato para la redacción de un proyecto que reestructurará el esquema de las vías, siendo la empresa que se encargará de ello Sener, Ingenierías y Sistemas, para lo que cuenta con un plazo de redacción de 12 meses y recibirá 722.967,68 euros, según un comunicado de Adif. El objetivo final del Administrador de Infraestructuras es aumentar la capacidad de la estación en cuanto a los servicios hacia Madrid-Chamartín encaminados por el túnel de Sol, y, además, habilitar una vía para estacionar composiciones en caso de incidencias.
La estación de Atocha Cercanías dispone actualmente de diez vías con andén, con una configuración de vías 4-3-3. En concreto, las vías 1 a 4 dan servicio al túnel de Recoletos; las vías 5 a 7 se corresponden al túnel de Sol; y, por último, las vías 8 a 10 están encaminadas al túnel de Embajadores. Lo que busca Adif es que los servicios de las líneas de Renfe Cercanías que utilizan el túnel de Sol puedan disponer de cuatro vías en la estación, es decir, una más que en la configuración actual. Para conseguirlo se restará una vía de acceso hacia el túnel de Embajadores, quedando la configuración de las vías de Atocha Cercanías en un 4-4-2. Esta es una actuación contemplada en el Plan Integral de Mejora de los Servicios de Cercanías de Madrid, y con ella se busca incrementar la capacidad de la línea Chamartín-Sol-Atocha Cercanías, lo que beneficiará a los servicios de Renfe Cercanías de las líneas C-3 y C-4. También está planificado que la vía 8 pueda utilizarse para apartar trenes de Renfe Cercanías en el caso de que surja alguna incidencia en la línea C-5.