Der berühmte Architekt Antonio Gaudí übernahm das Projekt Ende 1883 und machte es zu seinem Meisterwerk, indem er die Kirche als Hauptaushängeschild der modernistischen, katalanischen Architektur hervorhob.
Zu Beginn der Arbeiten war ein Gotteshaus im neugotischen Stil vorgesehen, aber als Gaudí das Projekt übernahm, änderte sich der Entwurf grundlegend. Gaudí wagte ein innovatives Design und wählte verschiedene geometrische Formen, die er bei unterschiedlichen Elementen des Gebäudes zum Einsatz brachte, wie die Säulen der Kirchenschiffe, die Fensteröffnungen, Gewölbe und Decken. Gleichzeitig verwendete er ein eigens entwickeltes Proportionssystem, mit dem er diesem als Weltkulturerbe erklärten Denkmal sein einzigartiges Aussehen verlieh – eines, das es heute weltberühmt macht.
Die Kathedrale befindet sich in Eixample, eine der bekanntesten Gegenden Barcelonas, berühmt für die Vielzahl an Meisterwerken des Art Nouveau und die zahlreichen Geschäfte in diesem gutsituierten Wohnviertel.
Eixample wird durch den Passeig de Gràcia in den linken Teil, den Eixample Izquierdo, und den rechten Teil, den Eixample Derecho, geteilt und liegt sehr zentral. Alle Sehenswürdigkeiten sind fußläufig zu erreichen, und es gibt eine Reihe wichtiger Markengeschäfte wie Chanel, Jean Paul Gaultier oder Burberry.
Auch die Anbindung ist perfekt. Eixample verfügt über mehrere Metrostationen mit den Linien L5 und L2, und der Zug FGC verkehrt ebenfalls hier.