Nascut en una família de Riudoms dedicada a la fabricació de calderes i altres treballs de coure, el 1873 marxà cap a Barcelona per ingressar a l'Escola d'Arquitectura. Alhora que estudiava, treballava com a delineant i col·laborava amb els arquitectes Francesc Villar i J. Fontserè.

Va obtenir el títol d'arquitecte l'any 1878 i el seu primer encàrrec va arribar de seguida: el projecte dels edificis de la Cooperativa Obrera Tèxtil de Mataró (1878-1883). El mateix any va realitzar les vitrines per a un fabricant de guants per a l'Exposició Universal de París, moment en què va conèixer l'industrial E. Güell, el qual va esdevenir el seu mecenes.

L'industrial Güell va començar encarregant-li el disseny de mobles i objectes decoratius per a algunes de les seves cases i per a la del seu sogre, el marquès de Comillas, i el 1885 li va encarregar la construcció del Palau Güell (1885-1889; Nou de la Rambla, 3-5), el primer edifici d'A. Gaudí a Barcelona. Per a la mateixa família va projectar el Park Güell (1900-1914).

A Barcelona, el mateix any 1878 va dissenyar els fanals de la plaça Reial i el Pla de Palau, els quals van ser elaborats al taller d'E. Puntí.

Les primeres obres tenen la influència de l'arquitectura històrica, amb la voluntat de recuperació d'elements medievals, però ben aviat els seus projectes mostren la concepció que té de l'arquitectura, entesa com a art total, i la voluntat d'atendre tots aquells elements que la conformen.

Així, doncs, no es va limitar a projectar edificis, sinó que també va dissenyar mobles per a l'interior d'aquests, paviments i elements complementaris de la decoració.

Va rebre encàrrecs de l'alta burgesia barcelonina, per a la qual va construir les seves millors obres, com la Casa Batlló (1904; passeig de Gràcia, 43) o la Casa Milà, la Pedrera (1906-1910; passeig de Gràcia, 92 - Provença, 261-265), edificis on l'arquitecte va sorprendre per les innovacions estructurals i decoratives. A més a més, ell mateix dissenyava tot el mobiliari de gran part de les seves obres, com és el cas de la Casa Batlló (Cadira, cap a 1907, o Sofà doble, cap a 1907; ambdues al fons MNAC).

Les façanes curvilínies, l'arc catenari, la utilització del trencadís en els elements exteriors, la voluntat decorativa en els elements intrínsecs en un edifici d'habitatges, com les xemeneies o els celoberts, etc.: en tots aquests aspectes es nota la seva passió per la natura -es va arribar a matricular a una assignatura d'història natural-, de la qual fa una lectura pròpia fins a configurar el llenguatge gaudinià.

El 1883 Joan Martorell el va proposar com a director de les obres del temple de la Sagrada Família (1882; inacabat), tasca que combinava amb la resta d'encàrrecs fins al 1914, any en què s'hi va centrar exclusivament.

Va ser membre del Cercle de Sant Lluc i de l'Associació Catalanista d'Excursions científiques.

No es va vincular de manera activa a cap grup i no es va relacionar amb el món intel·lectual del moviment; la seva obra, tanmateix, ha esdevingut representativa del període modernista català.