1883'te Antonio Gaudí, 31 yaşında baş mimar olarak görevi devraldı ve o andan itibaren hayatının büyük bir bölümünü kilisenin inşasına adadı.
Orjinal planlara bağlı kalmak yerine tasarımı büyük ölçüde değiştirdi. Doğada bulunan formlara dayanan, kendine özgü modernist tarza geçti.
1926'da öldüğünde sadece bir cephe (Doğuş Cephesi), bir kule, apsis ve kripta tamamlanmıştı.
Gaudí, inşaat devam ederken doğaçlamalarla tasarımı değiştirdiği için, çok az çizim ve model bıraktı.
Bunların çoğu da 1936'daki iç savaş sırasında yok oldu.