La estación de Bailén se ubica en el cruce de la Gran Vía Ramón y Cajal con la calle Bailén, coincidiendo bajo el túnel de las Grandes Vías. La estación tiene tres niveles. el primero se corresponde con el vestíbulo, el segundo con el nivel andén y el tercero, más profundo, dará acceso a la futura estación Parque Central de Renfe.La estación de Bailén dispone de un andén central con una anchura de 8 metros y una longitud de 100 metros. Esta ubicación centrada del andén simplifica su utilización, al unificar el acceso a los trenes sea cual sea el sentido del recorrido del viaje.Dada la situación de la estación bajo el túnel de las Grandes Vías cuenta con dos vestíbulos con accesos independientes. El vestíbulo más próximo a la estación del norte dispone de bocas de acceso en la calle Bailén y en la calle Vives Liern. El otro vestíbulo cuenta con una boca de acceso en la Gran Vía Ramón y Cajal y otra en la calle Vila Barberá. Un tercer acceso conecta este bestíbulo con el paso inferior de las Grandes Vías, para facilitar el acceso a la red de Metro Valencia desde el barrio de Ruzafa.

La estación de Bailén dispone de un andén central con una anchura de 8 metros y una longitud de 100 metros. Esta ubicación centrada del andén simplifica su utilización, al unificar el acceso a los trenes sea cual sea el sentido del recorrido del viaje.Dada la situación de la estación bajo el túnel de las Grandes Vías cuenta con dos vestíbulos con accesos independientes. El vestíbulo más próximo a la estación del norte dispone de bocas de acceso en la calle Bailén y en la calle Vives Liern. El otro vestíbulo cuenta con una boca de acceso en la Gran Vía Ramón y Cajal y otra en la calle Vila Barberá. Un tercer acceso conecta este bestíbulo con el paso inferior de las Grandes Vías, para facilitar el acceso a la red de Metro Valencia desde el barrio de Ruzafa.La nueva estación se ha contruido mediante la amplicación del túnel de la Línea 5 en este ramal. Para ello se han demolido parcialmente sus estructuras en determinados tramos para ampliar y obtener un habitáculo de 305 metros de longitud y 17,80 metros de ancho entre las pantallas (paredes) del túnel.En el lado este del actual túnel se han construido unas pantallas adicionales a las existentes que permiten ampliar la sección actual y disponer así de la anchura necesaria para albergar un andén central y dos vías de circulación ferroviaria. Estas pantallas se han construido a una profundidad variable de entre 15 y 30 metro, según el tramo de estación.Por otro lado, en los niveles de cubierta y de vestíbulo se proyecta, en la mayor parte de la estación, un losa de hormigón armado para afectar lo mínimo posible a la infraestructura existente.

Tanto la infraestructura como las instalaciones y equipamiento de la estaicón son en todo similares a las ya contstruidas en el resto de los tramos de la Línea en cuanto a calidades, comodidad y segurdad de las mismas.