A legismertebb – pénzügyi okok, illetve politikai viták miatt nagyon lassan épülő – Gaudi-épületet három éve XVI. Benedek pápa bazilika rangjára emelte és megszentelte. Elkészülte után ez lesz a világ legnagyobb bazilikája. Az épület az organikus építészet mintapéldánya, de sorolják a szecesszióhoz is, sőt kubista jegyeket is találtak rajta.

A templom építésének ötlete egy gazdag barcelonai könyvkereskedőtől ered, José María y Bocabella olyan bazilikát szeretett volna, amelyben gazdagok és szegények egyaránt imádkozhatnak. Alapítványa vásárolt egy 2 hektáros területet a város egyik akkori szegénynegyedében, amit ma a templomról La Sagrada Família negyednek hívnak. Az épület alapjait Francesc Paula de Villar tervezte, majd összeveszett az építtetőkkel, akik a munkával ezután Joan Martorellt, Barcelona egyházmegyei főépítészét keresték meg.

Az első követ 1882-ben, Szent József napján helyezték el. Rá egy évre kapta meg Gaudí a templom felépítésének feladatát. A mester életének további részét főként ennek a munkának szentelte, a templomot élete főművének tekintette.

Gaudí olyan templomot tervezett, amely látható a város bármelyik pontjáról és kiemelkedik a többi épület közül. A Sagrada Familiát 18 toronnyal tervezte, amelyek közül 12-t az apostolok, 4-et az evangélisták tiszteletére szentelnek fel, a fennmaradó két torony Jézus és Szűz Mária tiszteletét jeleníti meg. A bazilika fő tornya a Jézus torony, amely a tervek szerint 170 méter maga lesz, magasabb a jelenlegi legmagasabb templomtoronynál, az ulmi székesegyház tornyánál. A 18 torony közül eddig 8 épült meg.

A templom 2006-ban lett Spanyolország leglátogatottabb idegenforgalmi látnivalója. Ebben az évben már több mint 2 370 000 belépőjegyet adtak el az idelátogató turistáknak – ezzel megelőzte a madridi Pradót és a granadai Alhambrát.

Az építkezés fedezetét máig José María Bocabella y Verdaguer elképzelései szerint teremtik meg. A szükséges pénzt kizárólag adományokból és alapítványi felajánlásokból, például belépőkből gyűjtik. A fő mecénások a konzervatív katolikus csoportok és a japánok. Évente 22 millió euró áll rendelkezésre. A megmaradt pénzt tovább adományozzák.

A még befejezetlen építmény Barcelona egyik legfontosabb látnivalója, és évtizedek óta számos turistát csalogat magához. Az El Periódico de Catalunya cikkei szerint 2004-ben több mint 2 millióan látogatták meg, ami még a Pradot és az Alhambrát is felülmúlja. A turisták megtekinthetik a belső tér egy részét, és a már kész tornyok is nyitva állnak előttük. A tornyok meglátogatásában két felvonó segít. A kereszthajó alatt található a Gaudí Múzeum.