De oorspronkelijke architect was Francisco de Paula del Villar, maar het project werd overgenomen door Gaudi, die een prachtig staaltje Art Nouveau en Catalaanse Noucentisme architectuur creëerde. Na de dood van Gaudi hebben zeven andere architecten aan het project gewerkt - Domènec Sugrañes i Gras, Francesc de Paula Quintana i Vidal, Isidre Puig Boada, Lluís Bonet i Gari, Francesc Cardoner, Jordi Bonet i Armengol en als laatste Jordi Faulí i Oller, die de huidige Regisseur Architect van het project is.
Hoewel tijdens Gaudi's leven slechts minder dan een kwart van de basiliek voltooid was, wordt hij beschouwd als de ontwerper van de Sagrada Familia. Hoewel velen van mening zijn dat het werk na Gaudi zijn ontwerp negeert, heeft het geprobeerd om trouw te blijven aan Gaudi's visie. Nadat delen van de onvoltooide basiliek en Gaudi's modellen en werkplaats tijdens de Spaanse burgeroorlog waren vernietigd, werden deze plannen gereconstrueerd en aangepast om ze moderner te maken. Het plan van de Sagrada Familia is in zijn huidige vorm een schepping van Gaudi's genie.