El arquitecto inicial fue Francisco de Paula del Villar, pero el proyecto fue retomado por Gaudí, que creó una impresionante muestra de arquitectura modernista y novecentista catalana. Tras la muerte de Gaudí, otros siete arquitectos han trabajado en el proyecto: Domènec Sugrañes i Gras, Francesc de Paula Quintana i Vidal, Isidre Puig Boada, Lluís Bonet i Gari, Francesc Cardoner, Jordi Bonet i Armengol y, por último, Jordi Faulí i Oller, que es el actual arquitecto director del proyecto.
Aunque en vida de Gaudí sólo estaba terminada menos de una cuarta parte de la basílica, se le considera el diseñador de la Sagrada Familia. Aunque muchos opinan que la obra posterior a Gaudí despreció su diseño, ha intentado ser fiel a la visión de Gaudí. Tras la destrucción de partes de la basílica inacabada y de las maquetas y el taller de Gaudí durante la guerra civil española, estos planos se reconstruyeron y adaptaron para hacerlos más modernos. La planta de la Sagrada Familia, tal como está, es una creación del genio de Gaudí.