Ya en el año 2012 el AVE Madrid-Valencia había conseguido desbancar al avión en los desplazamientos entre ambas ciudades, superando la cuota de mercado del transporte aéreo en estas conexiones. Al cerrar el 2013, después de tres años de que la Alta Velocidad llegara a Valencia, inaugurada el 19 de diciembre de 2010, la cuota de mercado del AVE en esta línea supone un 90 % en relación al avión.
A lo largo del 2013, Renfe contabilizó un total de 2,04 millones de viajeros en los trenes del AVE Madrid-Valencia, con unos 123.000 viajeros más en relación al año anterior, lo cual supone un incremento del 6,4 %.
En cuanto al número de pasajeros que utilizaron la línea para desplazarse en el trayecto completo entre ambas ciudades, el aumento en 2013 fue aún mayor, con un 7,39 % más de tráfico que durante el año anterior. En concreto, quienes viajaron en AVE entre Madrid y Valencia a lo largo del último año sumaron un total de 1,88 millones de personas.
Actualmente, Renfe ofrece un total de 16 frecuencias diarias por sentido en esta línea de Alta Velocidad, que conecta también con las estaciones de Cuenca y Requena-Utiel. Además de su oferta ordinaria, la compañía ferroviaria ofrece servicios especiales en fechas de mayor demanda de viajeros.
