1852-ben született Reusban. Eleinte a barcelonai egyetem természettudományi karára készült, ám tanulmányit mégis az Építészettudományi Iskolában kezdte meg. Az egyetemi évek nem számítottak különösebben sikeres időszaknak, tanárai gyakran nem értették meg művészetét, a stílusok értelmetlen keverésével vádolták. Az áttörést Eusebi Güell-lel való megismerkedése hozta, akitől később jelentős megbízatásokat kapott. Az első ilyen megbízás egy vadászház tervezése volt 1883-ban.
Már tanulóévei óta dolgozott együtt Francisco Villarral, aki a Sagrada Familia nevű templom építésének munkálatait kezdte. 1883-ban aztán Gaudí átvette tőle az építkezés vezetését, ekkor kezdődött tehát a több, mint 40 éves kapcsolat a hatalmas katedrális és az építész között.
1883 és 1888 között felépült a Casa Vicens, 1886-ban kezdett neki a Palacio Güellnek, de 1898-tól már a Calvet-házon dolgozott. Az átadás évében, 1900-ban Barcelona város neki adományozta az év legjobb épületének díját. Még ebben az évben megbízást kapott Güelltől egy park és egy lakótelep létrehozására, közben székesegyházat, kerítést, kapubejárót tervezett. 1904-től két éven keresztül a Casa Batlló nevű épülettömb átalakításán dolgozott. Az eredmény: formabontó felülettagolás, merész díszítmények. Következő nagyszabású alkotása a Milŕ-ház, mely a legnagyobb lakóépület, amit Gaudí tervezett.
A következő években több családi tragédia is érte, ezek hatására úgy döntött, hogy életének hátralevő részében figyelmét egyedül a Szent Család katedrális építésének szenteli. 1926-ban elütötte egy villamos. Testét a Sagrada Familia kriptájába helyezték.