Este hombre polifacético se ha convertido en uno de los máximos representantes del Modernismo.

Nacido en una familia culta y acomodada, era hijo de un encuadernador y editor, en cuyo taller tuvo los primeros contactos artísticos y adquirió los conocimientos sobre las artes del libro. Estudió ciencias exactas, físicas y naturales en Barcelona y después comenzó ingeniería en Madrid, pero muy pronto la abandonó para matricularse en arquitectura, y obtuvo el título en 1873.

Al volver a Barcelona ingresó como profesor en la Escuela de Arquitectura de Barcelona, abierta en 1875, actividad que llevó a cabo a lo largo de su trayectoria profesional, y llegó a ser director de esta entidad durante veinte años, hasta 1920. En este periodo fueron alumnos suyos J. Puig i Cadafalch y A. Gaudí, entre otros.

Ya desde ese momento empezó a colaborar en varias publicaciones de la época con artículos en los que transmitía sus ideas respecto de la arquitectura, pero fue el artículo "En busca de una arquitectura nacional", publicado en La Reinaxença en 1879 y en el que plasmaba su idea de una arquitectura nacional catalana, el que tuvo más repercusión.

Su producción arquitectónica en Barcelona se inició con el edificio de la Editorial Montaner y Simón (1881-1886; Aragó, 255; actual sede de la Fundació Antoni Tàpies) y a partir de entonces su actividad fue muy prolífera. Algunas de las obras de este autor en Barcelona son: el restaurante para la Exposición Universal de 1888, denominado Castell dels Tres Dragons (Parque de la Ciutadella; actual Museo de Ciencias Naturales); el Palau Montaner (1891-1896; Mallorca, 278); el Hospital de la Santa Creu i Sant Pau (1902-1930; Sant Antoni Maria Claret, 167), que continuó su hijo Pere Domènech i Roura (1912-1930); la reforma de la Fonda Espanya (1903; Sant Pau, 9-11); el Palau de la Música Catalana (1905-1908; Palau de la Música, 4-6); la Casa Lleó Morera (1905; paseo de Gràcia, 35), y la Casa Fuster (1908-1911; paseo de Gràcia, 132). Su producción se extiende también a Reus, con edificios tan destacados como el Institut Psiquiàtric Pere Mata (1898-1922; paseo Briansó, s/n) o la Casa Navàs (1901-1907; plaza del Mercadal, 5), y a Canet de Mar, con la Casa Roura (1889-1892; Riera de Sant Domènech, 1).

Recibió encargos, sobre todo en su última etapa, para restaurar algunos edificios públicos, como el Saló de Cent de la Casa de la Ciutat y la Llotja de Barcelona.

En todas sus obras destaca la gran eclosión de las artes decorativas; la voluntad del arquitecto de crear un conjunto unitario y global donde todos los oficios tienen cabida.

Como hombre inquieto e implicado en su cultura, participó activamente en la política catalana: fue diputado a Cortes en varias ocasiones, dirigente de la Lliga Regionalista y redactor de las Bases de Manresa.

También se distinguió como historiador y heraldista: es autor de varias publicaciones sobre historia y arte catalán, principalmente de la época medieval.