Am Anfang des 19. Jahrhunderts entschied das Paar Milà, ein Haus auf seinem 2.000 Quadratmeter grossen Grundstück bauen zu lassen. Nachdem sie das vollendete Casa Batlló gesehen hatten, erteilten sie Gaudí diesen Auftrag. Im Jahr 1906 begann er mit der Konstruktion, 1910 war das Haus fertig.

Gaudí sagte nie, was das Haus repräsentieren sollte. Die wellige Fassade könnte einen steilen Felsabhang darstellen, den Sand eines wellenförmigen Strandes oder auch die Wellen des Sees. Die Eisenbalkone könnten das Seegras darstellen. All dies sind jedoch nur Spekulationen.

Das Haus ist vollständig aus natürlichem Stein gebaut und besitzt überraschenderweise keine Farben oder verzierende Ornamente, gegensätzlich zur Casa Batlló. Auch innen im Haus sind keine geraden Linien oder scharfen Kanten zu finden: Gaudí entwarf das Haus ausschliesslich mit natürlichen Formen, sodass kein einziger rechter Winkel existiert. Neben dem Innenhof kann ebenfalls ein Apartment im Stil des modernen 20. Jahrhunderts sowie eine Ausstellung über Gaudís Leben besucht werden.

Einer der interessantesten Orte der Casa Milà ist das Dach mit seiner grossen Gesamtheit an surrealistischen Kaminen, die alle wie unterschiedliche Soldaten, die alleine oder in kleinen Gruppen dort stehen und das Dach bewachen.

Heutzutage gehört das Haus der CatalunyaCaixa Foundation die Ausstellungen sowie die touristischen Besuche managt. Im Sommer finden auf dem Dach regelmässig Jazzkonzerte statt.