Né dans une famille de chaudronniers et autres métiers du cuivre de Riudoms, il se rend en 1873 à Barcelone pour entrer à l'École d'Architecture. Tout en étudiant, il travaille comme dessinateur de plans et collabore avec les architectes Francesc Villar et J. Fontserè. Il obtient son diplôme d'architecte en 1878, et la première commande ne tarde pas à venir: le projet des édifices de la Coopérative Ouvrière Textile de Mataró (1878-1883). La même année, il réalise les vitrines d'un gantier pour l'Exposition Universelle de Paris, et fait la connaissance de l'industriel E. Güell, qui deviendra son mécène.

L'industriel Güell lui passe commande de dessins de meubles et d'objets décoratifs pour ses propres maisons et pour celle de son beau-père, le marquis de Comillas; en 1885, il lui commande la construction du Palau Güell (Nou de la Rambla, 3-5, Barcelone, 1885-1889), le premier édifice d'A. Gaudí à Barcelone. Il projette pour la même famille le Park Güell (1900-1914). À Barcelone, dès 1878, il dessine les éclairages de la Plaça Reial et du Pla de Palau qui seront fabriqués par l'atelier d'E. Puntí.

Ses premières oeuvres sont influencées par l'architecture historique, avec un goût marqué pour les éléments médiévaux, mais très tôt ses projets révèlent qu'il conçoit l'architecture comme un art total et qu'il entend en embrasser tous les éléments constitutifs. Il ne se limite donc pas à projeter des édifices, mais en dessine également les meubles, les revêtements de sol et les accessoires de décoration.

Il reçoit des commandes de la haute bourgeoisie barcelonaise, pour laquelle il construira ses plus belles oeuvres, comme la Casa Batlló (1904; Passeig de Gràcia, 43) ou la Casa Milà, la Pedrera (1906-1910; Passeig de Gràcia, 92 - Provença, 261-265), édifices où l'architecte surprendra par ses innovations structurelles et décoratives. En outre, il dessine lui-même l'ensemble du mobilier de la plupart de ses oeuvres comme c'est le cas pour la Casa Batlló (Cadira [Fauteuil], vers 1907 ou Sofá doble [Sofa double,] vers 1907; tous les deux fonds MNAC).

Les façades curvilignes, l'arc en chaînette, les mosaïques 'trencadís' faites de fragments irréguliers de verre et de céramique, la volonté d'ornementer les éléments intrinsèques d'un immeuble d'habitation tels que les cheminées, les puits de jour, etc.: tous ces aspects sont révélateurs d'une passion pour la nature -il ira jusqu'à s'inscrire à un cours d'histoire naturelle- qu'il interprète à sa manière jusqu'à forger son propre langage, le langage gaudinien.

En 1883, Joan Martorell le propose comme directeur des travaux du temple de la Sagrada Família (1882; inachevée), tâche qu'il concilie avec ses autres commandes jusqu'en 1914, année à partir de laquelle il se consacrera exclusivement à ce travail.

Il est membre du Cercle de Sant Lluc et de l'Association Catalaniste d'Excursions Scientifiques.

Il n'est lié activement à aucun groupe et n'a pas de contact avec l'intelligentsia du mouvement, mais son oeuvre n'en deviendra pas moins représentative de la période modernista catalane.