La Pedrera va ser l'última gran obra civil que va realitzar Gaudí abans de dedicar-se per complet a les obres de la Sagrada Família.

El propietari, Pere Milà Camps, havia comprat el terreny i la casa que el fabricant Ferrer Vidal tenia en l'actual número 92 (aleshores n. 2) del Passeig de Gracia. Era un terreny de més de 1000 metres quadrats que feia cantonada amb el carrer Provença.

Pere Milà havia vist la casa Batlló i va quedar entusiasmat per la seva bellesa, així que va encarregar a Gaudí la realització d'una gran casa de pisos de lloguer en el seu nou terreny. La dona del senyor Milà, Roser Segimón, mai va estar d'acord amb l'arquitectura del seu paisà (ella era de Reus) però va respectar la decisió del seu marit i va viure entre decoracions gaudinianes des de 1910 fins al 1926 quan, al morir l'arquitecte, va transformar tot el pis principal en una sèrie d'habitacions molt convencionals d'estil Lluís XVI.

Gaudí va projectar una fantàstica casa amb formes ondulades i vives. La seva estructura es basa en forjats de biguetes metàl·liques i revoltons a la catalana que se sustenten per unes jàceres metàl·liques sobre pilars de totxana (la majoria), de carreus o ferro. Les úniques parets estructurals que hi ha són les de l'escala. Gaudí sempre va dir que si algun dia l'edifici passava a ser un hotel no hi hauria cap problema perquè degut a la mancança de parets de càrrega es podria modificar la distribució dels pisos simplement canviant de lloc els envans o eliminat-los completament. Per aguantar la façana es van utilitzar unes jàceres ondulades que s'encasten a la pedra i estan unides a biguetes de longituds variables. El procés de construcció de la façana era tot un ritual; primer arribaven les pedres del Garraf o Vilafranca que es deixaven en un solar davant de l'obra i es tallaven segons la maqueta a escala que hi havia feta al soterrani de l'obra. Aleshores es col·locaven en el seu lloc i allà es retocaven segons manava Gaudí.

A part de la façana ondulant destaquen d'aquesta obra les golfes i la coberta. Gaudí va construir una sèrie d'arcs catenàrics d'alçades variables segons les amplades de la crugia. Aquests arcs sustenten per els costats les parets de les façanes exteriors i interiors de les golfes, i per sobre la coberta esglaonada. Aquesta coberta és curiosa per estar plena de xemeneies i respiradors d'estranyes formes.

Les obres es van dur a terme entre 1906, any que Gaudí va firmar els primers plànols, fins a finals de desembre de 1910 però es van lliurar de tenir alguns problemes amb les institucions oficials. Al cap de dos anys de començar la construcció l'Ajuntament va ordenar la suspensió de les obres perquè una columna que donava al Passeig de Gràcia excedia de l'establert ocupant un metre de la vorera. Gaudí no la va voler rectificar i, enfront les amenaces de que es tallaria la columna, va dir que si ho feien ho respectaria però posaria una inscripció on es pogués llegir el motiu. Un any i mig més tard hi va haver altre vegada problemes però aquesta vegada amb uns voladius que tampoc respectaven els límits acordats. En aquesta ocasió va intervenir el Cap de la Divisió 2a, l'arquitecte Plantada, dient que no passava res perquè eren faltes temporals per major seguretat dels vianants. Uns altres problemes van ser l'alçada total de l'edifici, que superava en més de quatre metres, i el volum total de l'edificació, que superava l'oficial en 4.000 metres quadrats. L'Ajuntament va manar enderrocar les golfes o, en cas contrari, el senyor Milà es veuria obligat a pagar una multa de 100.000 pessetes, que era gairebé una cinquena part del que havia costat l'obra. Finalment i després de moltes discussions, es va decidir que l'edifici era de gran valor artístic i, per tant, no estava subjecte a les ordenances. Gaudí va quedar tan content que va demanar un còpia de l'acta oficial.

Però aquí no acaben els problemes. Gaudí havia projectat a la façana de la Pedrera una figura de la Verge del Roser, plena de Gràcia protectora del Passeig, flanquejada per els arcàngels Sant Gabriel i Sant Miquel, però mai es va col·locar. Hi ha dues versions que expliquen el perquè: la primera afirmada per Bayó, contractista de l'obra, diu que l'escultura de la Verge realitzada per l'escultor Carles Mani no va agradar al senyor Milà i no va arribar a fondre's en bronze. L'altra versió diu que el matrimoni propietari, en front els disturbis passats la setmana del 26 al 30 de juliol de 1909 coneguda com la "Setmana Tràgica", període en què es van cremar moltes esglésies de Barcelona, va témer que la seva casa fos confosa per un convent o una església i va preferir eliminar qualsevol símbol de caràcter religiós. Segons aquesta versió Gaudí va estar a punt de deixar les obres, cosa que no va fer per les converses amb un religiós.