Durante estas primeras décadas se consolidaron las circulaciones iniciales de trenes y se dio capacidad a la línea para atender un mayor número de circulaciones.
A las iniciales sentido Madrid – Burgos y Madrid – Burgos Hendaya, con hasta 7 frecuencias de ida y vuelta entre Madrid – Burgos en algunos horarios. Con trenes que iban desde Ómnibus Ferrobús, Rápidos Talgo, Iberia Expreso y Rápido TAF con paradas en las distintas poblaciones de la Sierra Norte de Madrid, Segovia y Burgos.
Los servicios de viajeros mejoraron en calidad, al sustituirse los viejos Ferrobuses por material 593 (Camellos) de nueva adquisición, lo que a la larga supuso el declive de la línea por razones que veremos en apartados posteriores. El TAF Madrid – Burgos se sustituyó por material TER y posteriormente por un Diurno de altas prestaciones, realizado con locomotora convencional 333 y coches de la serie 9.000 (Diurno “Río Arlanzón”).
Nuevos servicios inundaron la línea. Desde el tren turístico “Tierras del Cid” (que permitía en un fin de semana a visitar Burgos, Lerma, Covarrubias y Santo Domingo de Silos) hasta una segunda relación, a partir de 1982, Madrid – París, servida con material Talgo Pendular de quinta generación, lo más nuevo que hasta ese momento existía, y que permitía viajar de Madrid a París en menos de 13 horas, (2 menos que el Puerta del Sol y una hora menos que en la actualidad, ya que el tren circula desviado por Valladolid).
También se crearon nuevos Estrellas transversales que recorrían la línea por la noche sin paradas intermedias, salvo las necesarias por motivos técnicos como cruces con otras composiciones. Estos trenes fueron el “Estrella Picasso”, que realizaba el trayecto Bilbao-Málaga y posteriormente y en diversas temporadas, el “Estrella Sol de Levante” Irún/Bilbao-Alicante/Valencia, que alternaba los trayectos Bilbao/Irún-Burgos-Aranda-Madrid-Alicante/Valencia con el Bilbao/Irún-Zaragoza-Teruel-Valencia-Alicante.
Los tiempos de viaje se mantenían en unas tres horas para los trenes de material convencional y Talgos III diurnos, cuatro horas para los automotores con parada en todas las estaciones y el nuevo Talgo Pendular solamente necesitaba 2 horas y 40 minutos debido a las excelentes nuevas locomotoras de la serie 354 y el sistema de pendulación natural del tren, que permite incrementar la velocidad máxima en las curvas.
Los buenos tiempos para este ferrocarril contrastan con el masivo e indiscriminado cierre de líneas acometido el 1 de enero de 1985, que se cebó en nuestra provincia con el Ferrocarril Santander-Mediterráneo y con el Ferrocarril Valladolid-Ariza. Al finalizar la década se sustituyó el Iberia Expreso por otro Talgo III, que eliminó las paradas de Riaza y Lerma, así como la posibilidad de desplazarse a viajeros con un poder adquisitivo más reducido. El fiasco se produjo un año más tarde, con la supresión de este tren pero sin la reimplantación del “Iberia Expreso”.
