La gare de Toulouse Matabiau n'est pas à proprement parlé la tête de ligne du Transpyrénéen Oriental qui correspond en réalité à la gare de Portet Saint Simon, mais tous les trains à destination de Latour de Carol ayant pour origine la gare de Toulouse, on peut la considérer comme étant le départ de notre ligne.

Toulouse Matabiau est la principale gare du chef-lieu de la région Midi-Pyrénées. Elle est la 4 ieme ville de France avec 447 340 habitants et plus d'un million pour son agglomération.

Le chemin de fer atteint Toulouse en 1856 avec la ligne venant de Bordeaux et le premier batiment voyageurs est inauguré le 16 octobre 1856. Le trafic augmentant rapidement avec l'ouverture de plusieurs lignes, un nouvel édifice est reconstruit à la place de l'ancien de 1903 à 1905. Il tire son nom de Matabiau, du quartier dans lequel il prend place.

Ce batiment terminé en 1905 est celui que nous connaissons encore aujourd'hui, il a été dessiné par l'architecte Toulonnais Marius Toudoire et a été réalisé en pierre de Saintonge. Légèrement remanié en 1983, il a été inscrit aux monuments historiques en 1984.

Cette gare située à 146 mètres d'altitude dispose de 6 quais. Presque 400 trains y transitent chaque jour ( voyageurs et fret), dont 250 trains régionaux (TER), totalisant plus de 9 millions de voyageurs annuels.

A l' horizon 2024 la gare doit être le terminus de la future ligne TGV Paris - Toulouse et, pour ce faire dans les mois qui viennent d'importants travaux de remaniements du site vont être engagés.