Gaudí est passé d'un projet néogothique initial à un style personnel et organique inspiré par la nature. Il a utilisé des colonnes en forme de troncs d'arbre pour remplacer les contreforts gothiques, ce qui a permis non seulement d'alléger le poids des toits au sol de manière pratique, mais aussi de créer un espace intérieur rappelant une forêt. La construction a commencé en 1987 et s'est achevée en 2010. Elle présente un plan en croix latine avec cinq nefs principales et un transept de trois nefs. Les hauteurs varient entre 30 et 60 mètres, et Gaudí a basé l'ensemble de la structure sur un module de 7,5 mètres, qu'il considérait comme la proportion idéale.

L'abside est lobée, avec un déambulatoire autour du presbytère et sept chapelles. À l'intérieur, il y a 36 colonnes avec des bases sur différents côtés et des matériaux de construction allant de la pierre de Montjuïc au granit. Les voûtes, en forme d'hyperboloïdes, utilisent la technique de la voûte en briques et mortier. Les détails symboliques comprennent des symboles en vitrail sur les lucarnes des voûtes et le symbolisme des colonnes.

L'intérieur a une profonde signification religieuse, représentant différents concepts tels que le Chemin de l'Humanité et le Chemin de Jésus-Christ. Les nefs représentent l'Église dans ses différents états et le temple symbolise la nouvelle Jérusalem. Les colonnes ont des significations spécifiques, comme celles dédiées aux évangélistes et aux apôtres.