Renfe destinará al nuevo servicio AVE Madrid-Alicante los trenes S-112 (circulan por la línea Valencia-Madrid) y S-100 (antiguos Euromed fabricados por Alstom y renovados por completo en 2010, que circulan por la línea Barcelona-Sevilla y lo harán en la Barcelona-París) que podrán circular a una velocidad máxima de 300 kilómetros por hora, cuando se hayan testado los sistemas de seguridad entre Alicante y Albacete. Los trenes, totalmente accesibles para personas con discapacidad, disponen de 365 plazas (serie 112) y 332 plazas (serie 100), distribuidas en tres clases: Preferente, Turista Plus y Turista.

Todas las plazas disponen de conexión eléctrica de 220 voltios, además de asientos abatibles y reposapiés, luz individual, mesa abatible, canales de vídeo y audio.

Los S-100, fabricados por Alstom, pueden alcanzar una velocidad máxima de 300 km/h y lo integran dos unidades tractoras y 8 coches (uno de cafetería) y su longitud total es de 200 metros.

Los S-112, de Talgo-Bombardier, cuentan con un total de 365 plazas, distribuidas en 8 coches de clase Turista y cuatro de clase Preferente. Los asientos son de gran confort, abatibles, con reposapiés y giratorios, de modo que puedan ser orientados en el sentido de la marcha, excepto los de los extremos de cada coche y los de la sala de reuniones. El tren tiene dos canales de vídeo y cuatro de audio.

Cada coche posee monitores de vídeo en los que además de los programas habituales de entretenimiento se proporciona información sobre la ruta y la situación del tren gracias a la tecnología GPS.

Cada plaza dispone de luz individual, mesa abatible y conexión eléctrica para ordenador o teléfono móvil en la clase Preferente. Los equipos de aire acondicionado van montados bajo bastidor, según la información técnica facilitada por Renfe.