Изначально строительство было запланировано в классическом стиле первым архитектором Франсиско де Вильяром как христианская церковь, но он неожиданно отказывается от этого проекта, и на место Вильяра приходит Гауди. Во время возведения постройки Гауди живет прямо в самом соборе, он не мог оставить строение ни на минуту, так как постоянно генерировал новые идеи, задумки и переделки. Самое интересное, что он делал это без каких-либо чертежей. Его идеи были настолько быстры и хаотичны, что стройка велась интуитивно. Архитектор отдал этому делу 43 года. Силуэт здания походит на латинский крест, что несет в себе сходство как с каталонскими религиозными строениями, так и с более новыми футуристическими сооружениями.
В работе должно было быть выполнено три фасада: Страсти Христовы, Рождество и Воскресение, на каждый из которых определено по четыре остроконечные башни высотой около 112 метров. Почему именно четыре башни на каждый фасад? Если сложить все башни, получается число 12, которое соответствует количеству апостолов. Самая высокая башня находится посередине и составляет 170 метров в высоту, символизирует Иисуса. Вокруг нее расположены 4 башни по 120 метров, они соответствуют Евангелистам, а единственная башня с колокольней – Деве Марии, но ни одна из башен не должна превышать высоту испанской горы Монжуик.
Интерьер и экстерьер собора поражают своей точностью, несмотря на огромное количество деталей, у них идеальная проработка, как будто каждый сантиметр дышит неистовой любовью к проделанному. Все элементы собора Саграда Фамилия не разделены по функциональному признаку, так как создатель верил, что раз в природе такого деления нет, то и в проекте его не будет.
После кончины архитектора его последователи приступили к постройке фасада Страстей Христовых, но впоследствии там был открыт музей оставшихся набросков, чертежей и заметок автора. Работы в соборе ведутся и по сей день, к началу XXI века на окнах уже присутствовали витражи, сейчас основные усилия прилагаются к фасаду Славы, а в скором времени планируется начать строительство башен Иисуса и Марии.