Родился 25 июня 1852 г. в гор. Реус или в расположенном неподалеку от него г. Риудомс (провинция Таррагона, Каталония, Королевство Испания) в семье мастера-медника.
С детства Антонио Гауди увлекался рисованием. В 1874-1877 гг. проходил срочную военную службу, но значительную ее часть находился в отпуске из-за плохого здоровья (с детства он страдал ревматизмом). В 1878 г. он смог окончить Высшую техническую школу архитектуры в Барселоне. Параллельно подрабатывал чертежником.
Первые заказы Антонио Гауди начал выполнять сразу после получения диплома архитектора: по его эскизам были изготовлены фонари для Королевской площади Барселоны.
На Всемирной выставке 1878 г. в Париже экспозиция одного из каталонских перчаточников демонстрировалось в богато декорированной витрине, созданной по эскизам Антонио Гауди. Эту работу заметил каталонский промышленник и меценат Эусеби Гуэль (1846-1918), который разыскал автора и стал его первым постоянным заказчиком. Для Гуэля и его родственников Гауди создал одни из наиболее известных своих проектов: павильон усадьбы (1887), дворец (1890), винные погреба (1898) и парк (1914) в Барселоне, а также особняк Эль-Каприччо близ Сантандера (1883) на севере Испании. Церковь по заказу Гуэля в поселке для рабочих его фабрик (колония Гуэля) в Санта Колома-де-Сервельо близ Барселоны осталась незаконченной из-за смерти промышленника: была завершена только крипта.
Благодаря знакомству с Гуэлем архитектор получал и другие заказы в Барселоне и за ее пределами. Каса-Висенс (Дом Висенса в Барселоне, 1885) сочетает в себе элементы неомавританского стиля и модерна, который тогда еще начинал свое становление, архиепископский дворец в Астрорге (близ Леона, 1893) и колледж монастыря Святой Терезы в Барселоне (1894) выполнены в неоготическом стиле.
В своих архитектурных работах Антонио Гауди часто прибегал к органическим архитектурным формам: к декоративной пластике (металлические кованые элементы), криволинейным очертаниям фасадов, в частности, напоминавшим фантастических существ. Характерным для него было использование параболических арок в конструкциях и колотой цветной керамики для отделки.
Работой жизни Гауди стал Искупительный храм Святого Семейства (Саграда Фамилия) в Барселонском районе Эшампле. Храм начал строиться в 1882 г. по проекту Франсиско дель Вильяра, однако затем он отказался от проекта, и место главного архитектора занял Гауди. По его решению замысел храма был серьезно пересмотрен: неоготика в нем была совмещена с криволинейными модернистскими формами.
Последним частным заказом Гауди стал доходный дом Каса-Мила (1910). Здание с фасадом в стиле модерн, похожим на прибрежные скалы, на которые словно были "выброшены" похожие на водоросли кованые элементы, являлось новаторским с инженерной точки зрения. Оно было выполнено из железобетона с несущими колоннами, имело продуманную вентиляцию и подземную парковку. После завершения работ над Каса-Мила архитектор сосредоточился на Саграда Фамилии.
К концу жизни Гауди, в молодости бывший гурманом и эстетом, стал вести аскетичный образ жизни. По отзывам современников, его часто принимали за нищего. 7 июня 1926 г. Антонио Гауди попал под трамвай на Гран-Виа-де-лас-Кортес-Каталанес. Из-за того, что у архитектора не было документов и денег, его отвезли в больницу для бедняков, где он не получил вовремя необходимой медицинской помощи и скончался 10 июня на 74-м году жизни. Его похоронили в крипте Саграда Фамилии.
При жизни Антонио Гауди в Саграда Фамилии были завершены только крипта, приходская школа и один из фасадов, причем четыре башни на нем были построены лишь к 1930 г. Строительство продвигалось медленно из-за решения инициаторов строительства выполнять работы только за счет пожертвований прихожан, а затем продажи билетов для туристов (от этого правила отказались лишь в 2019 г., когда храм впервые получил муниципальные средства), а также сложностью изготовления каменных блоков. В 1930-е гг. строительство останавливалось из-за гражданской войны. В этот период погибла значительная часть оригинальных чертежей и макетов, изготовленных Гауди. Строительство значительно ускорилось в XXI веке благодаря применению компьютерных технологий проектирования. 7 мая 2010 г. храм был освящен папой римским Бенедиктом XVI, но его строительство продолжается и не будет закончено ранее 2026 г. (называются и более поздние сроки, в том числе 2040 г.). В частности, предстоит еще установить центральный шпиль с гигантским крестом. Храм Саграда Фамилия является одним из символов Барселоны и Испании.
Антонио Гауди был одним из наиболее ярких представителей Ар нуво, его творчество оказало большое влияние на искусство XX века, в том числе на направления сюрреализма, органической архитектуры и др.
Семь работ Гауди внесены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО: парк, дворец и крипта в колонии Гуэля, Каса-Висенс, Каса-Мила и Каса-Батльо (1906), а также построенные при его жизни части Саграда Фамилии.
C 2000 г. Римской католической церковью рассматривается вопрос о причислении Антонио Гауди к лику святых.