La empresa mantuvo durante su primer año de funcionamiento un esquema organizativo basado en Unidades de Negocio, heredado de Renfe, con el objetivo de facilitar su adaptación al nuevo entorno del sistema ferroviario.
Superado este período de transición y tras el análisis de los diferentes procesos abordados para la elaboración del Plan Estratégico de Adif, se puso de manifiesto la necesidad de definir un nuevo marco que permitiera cumplir con eficacia las funciones y objetivos que exigía la entrada en vigor de la Ley del Sector Ferroviario.
Como resultado de ello, el Consejo de Administración aprobaba, el 17 de febrero de 2006, la nueva estructura organizativa de Adif, adaptada a la misión, los objetivos y los procesos funcionales de la empresa, que permitía dar respuesta satisfactoria a las demandas de la sociedad y de los clientes, cumpliendo con garantía, no sólo las funciones inherentes a la explotación ferroviaria, sino también las importantes encomiendas para la construcción de nuevas infraestructuras que la empresa ha recibido del Ministerio de Fomento.
El denominado Nuevo Modelo de Gestión aporta el marco necesario para afrontar los retos planteados por el nuevo escenario del sector ferroviario y permite a la organización el desarrollo efectivo de su actividad cumpliendo con los objetivos de apertura a la competencia del mercado, con criterios de rentabilidad económica y social, potenciando el desarrollo tecnológico. Todo ello, con el máximo respeto a la seguridad del sistema y del medio ambiente.
El Modelo se apoya en cinco áreas corporativas y tres operativas, cuyos responsables conforman el Comité de Dirección, órgano sobre el que recae la responsabilidad de asistir al presidente en los procesos de toma de decisiones y que establece las actuaciones necesarias de seguimiento y control de los objetivos.

Áreas corporativas
Una de las principales novedades del nuevo modelo es la creación de la Dirección General de Planificación Estratégica, encargada de dar respuesta a las necesidades de coordinación con el Ministerio de Fomento, que surgen como resultado de la construcción de líneas de alta velocidad, la extensión de la red convencional y la reformulación de las redes arteriales ferroviarias. Es la responsable del establecimiento de las políticas generales en materia de planificación y desarrollo de los negocios, de la red, y de las inversiones y proyectos singulares, además de las relaciones internacionales de Adif.
La Dirección General Económico Financiera y de Control, por su parte, tiene la responsabilidad de diseñar y poner en marcha las políticas generales en materia económica, de finanzas y administración, control del gasto y de las inversiones, compras y auditoría, además de todo lo referido a la gestión patrimonial.

Por su parte, a la Dirección General de Seguridad, Organización y Recursos Humanos corresponde la definición de las políticas generales en los ámbitos de la seguridad en la circulación, la protección civil y prevención de riesgos laborales, con el fin de preservar la seguridad de las personas que participan directa o indirectamente en ámbito ferroviario y el patrimonio de la empresa.
Además proporciona a Adif el marco estratégico para la gestión del cambio, al tiempo que asegura el desarrollo personal y profesional de los trabajadores y de las organizaciones para su adaptación al entorno competitivo en el que Adif realiza sus actividades en distintos ámbitos, incidiendo en el desarrollo del talento de los trabajadores a través de las distintas iniciativas de formación.

El Modelo se apoya en cinco grandes áreas corporativas y en otras tres operativas, cuyos responsables conforman el Comité de Dirección de Adif

Es responsable también de medio ambiente y calidad, todo ello sin olvidar la definición del marco general de las relaciones laborales en Adif y la política de comunicación interna de la compañia.
Las otras dos áreas corporativas son la Secretaría General y del Consejo, responsable de la posición jurídica de Adif, su representación procesal y la defensa en la vía contenciosa, estableciendo además las directrices sobre la intervención de los servicios jurídicos de la empresa y sus filiales, y la Dirección de Comunicación y Relaciones Externas, portavoz de la compañía ante los medios de comunicación y que se encarga de la política informativa de la empresa hacia el exterior y de la imagen que se proyecta a la sociedad a través de campañas de márketing corporativo y de actividades públicas y protocolarias, así como de RSC, ya que Adif ha incorporado en su organización una perspectiva que incluye la responsabilidad social como valor esencial de su actividad.

Áreas operativas
En la parte operativa de la estructura original del Nuevo Modelo de Gestión se identifican las tres grandes donde se concreta la labor de Adif.
La Dirección General de Grandes Proyectos de Alta Velocidad tiene la misión es elaborar los proyectos y construir las plataformas de las futuras líneas de alta velocidad y los servicios asociados a esta actividad.
Por su parte, la Dirección General de Desarrollo de la Infraestructura gestiona la construcción de la superestructura y el mantenimiento de las redes de alta velocidad y convencional, incorporando una Dirección de Innovación Tecnológica para la potenciación de la I+D+i de la empresa, y otra más, para la gestión operativa de los activos, y la Dirección Ejecutiva de Circulación.
Por su parte, la Dirección General de Explotación de la Infraestructura, incorpora las áreas que gestionan las estaciones de viajeros y mercancías, energía, telecomunicaciones, gestión de capacidad y regulación de la circulación, así como una Dirección Comercial y de Atención al Cliente diseñada para responder a un mercado en transformación con múltiples operadores.
Finalmente, y para garantizar la integridad de todo el proceso constructivo de las nuevas infraestructuras de alta velocidad, desde la fase de proyecto hasta la puesta en explotación, se encuentran las Direcciones de Línea de Alta Velocidad (Madrid-Levante, Madrid-Valladolid-Norte, Madrid-Barcelona-Figueras y Córdoba-Málaga), con dependencia jerárquica de Presidencia y funcional de la Direcciones Generales de Grandes Proyectos de Alta Velocidad o de Desarrollo de la Infraestructura, dependiendo de la fase de ejecución de la obra