Dejado atrás el nudo ferroviario de Barcelona en Montcada Bifurcación, comienza el trazado de la línea actual, de 148,8 km. saliendo hacia el norte y en vía única. Se sigue el rio Besos por el margen izquierdo y posteriormente el Congost, pasa por diversos puentes y túneles en las estribaciones de los Cingles del Bertí y entra en la Plana de Vic, cambiando del Vallès Oriental a Osona.
En ésta la línea se suaviza y entra en su capital mediante un semisoterramiento que deja la estación a nivel inferior pero con luz natural. Este proyecto se terminó en 2002. El trazado se endereza de nuevo hacia el norte siguiente el trazado del rio Ter a la altura de Manlleu y Torelló. A partir de Sant Quirze de Besora se comienza a hacer más difícil el trazado y entramos en la comarca del Ripollés (Girona). Desde Ripoll se sigue el valle del rio Fresser hasta llegar a Ribes. A partir de Ribes la línea gira al oeste siguiendo el curso del rio Rigard, comenzando las rampas más duras de la línea. Entre Planoles y Toses está el tunel helicoidal del "cargol" de 230 metros de radio y un gradiente de 80 metros. Después de Toses comienza el túnel más largo de la línea española con 3904 metros, llamado también de Toses por salvar la "Collada de Toses" y se llega a la estación más alta de la línea, La Molina. A partir de allí se sigue el curso del rio Alp, que baja el tren hasta los valles de la Cerdanya. Una vez allí se conecta en La Tor de Querol con los trenes de la SNCF en ancho UIC que llevan a Toulouse y en ancho métrico (tren amarillo o "canari").