El proyecto de esta casa es de 1905 y fue edificada entre 1906 y 1910 a petición del aristócrata Pedro Milà Camps, un amigo de Batlló, que había quedado gratamente impresionado por la estética del proyecto de la casa Batlló, acabada en 1907 y ubicada igualmente en el Paseo de Gracia. Pedro Milá, que le dio nombre a la casa, contaba para financiar la construcción con la fortuna de su mujer, Roser Segimon i Artells, viuda del indiano Josep Guardiola. Pero hubo un conflicto con el pago a Gaudí, por lo que acabaron en pleito que ganó el arquitecto. Antonio Gaudí donó este dinero a una comunidad jesuita, subrayando que se había tratado de una cuestión de principios.
Es un de los edificios residenciales esenciales de Gaudí y uno de los más imaginativos de la historia de la arquitectura. Esta obra es más una escultura que un edificio. Es interesante comprobara las personas que intervienen en su ejecución: el arquitecto Josep Maria Jujol, los forjadores Hermanos Badía, el fundidor Manyach, el constructor Josep Bayo y el yesero Joan Beltran Es importante citar a este último porque los trabajos en yeso de la casa, constituyen una verdadera obra de arte.
Todo el edificio está realizado en piedra natural, salvo en la parte superior que está cubierta de azulejos blancos. La fachada es una impresionante, variada y armoniosa masa de piedra ondulante sin líneas rectas donde también el hierro forjado está presente en los balcones que imitan formas vegetales.
El desván está soportado por muros de arcos de ladrillo siguiendo el estilo que Gaudí ya había desarrollado para el Colegio de Santa Teresa  también de Barcelona.
El terrado es de una fantasía exuberante, las chimeneas con formas que recuerdan guerreros; las salidas de las escaleras, etc., que componen un bosque de figuras que sorprende por su variedad y el vanguardismo de las formas.

Las obras de la casa finalizaron en diciembre de 1910, pero se prescindió de los elementos religiosos proyectados, debido a los acontecimientos de la Semana Trágica. Fue la última construcción civil que realizó Gaudí. A partir de entonces, se centró en el proyecto de la Sagrada Familia.
    En la actualidad el edificio es propiedad de una Caja de Ahorros, que lo mantiene en las debidas condiciones. La Casa Milá puede visitarse. El edificio fue reconocido por la Unesco como "Patrimonio de la Humanidad" en 1984.