Se trata de la última obra civil de Gaudí, donde pone todo el énfasis en la experimentación con la estructura y opta por soluciones arriesgadas y bien diferenciadas de los procedimientos tradicionales. Los pies derechos portantes son de piedra caliza del Garraf, combinados con elementos metálicos, y se dimensionan y configuran según la casuística de su posición concreta. Los forjados son de vigas metálicas, que siguen un orden irregular acorde con la configuración de la planta. Las fachadas callejeras se funden con los pilares perimetrales en un sistema monolítico y autoportante. Gaudí se propone desvincular las formas de su contenido matérico y buscar una síntesis entre la abstracción y la evocación de los elementos de la naturaleza. Esto le lleva a convertir el edificio en un gran monumento dedicado a la Virgen, que debía coronar la casa como si ésta sólo fuera un pedestal. La ayuda de un ingeniero naval o las formas sugeridas en la cubierta revelan un Gaudí precursor de la arquitectura moderna, interesado en liberarse de las hiladas de mampostería, de los órdenes o del peso de los materiales constructivos. La Pedrera es una obra totalmente inacabada que resuelve cada reto espacial y constructivo por medio de soluciones inéditas y en ocasiones incomprensibles.
La casa Milà supone un paso fundamental en la obra de Gaudí, puesto que expresa el vocabulario formal iniciado en sus obras anteriores, especialmente en la casa Batlló, mediante el máximo número de posibilidades.
Denominada popularmente la Pedrera, se nos presenta como una escultura abstracta monumental. La fachada, continua, de forma ondulante, que elude las esquinas, se ha convertido con el tiempo en el elemento emblemático del edificio: moldeada en piedra simplemente desbastada, sin más elemento decorativo que las barandillas de forja diseñadas por Jujol, contrasta con la cubierta, revestida de cerámica de quebradizo y culminada por insólitas chimeneas.
Los dos accesos independientes, uno por el chaflán y el otro por la calle de Provença, confieren al edificio unas características singulares en cuanto a la organización y concepción, alejadas de las soluciones típicas de los edificios del Eixample. Gaudí introduce una innovación, la supresión de las escaleras de vecinos, por lo que sólo puede accederse a los pisos mediante los ascensores o escaleras de servicio. El edificio se ordena así en torno a dos patios de grandes dimensiones, de planta circular y ovoide, respectivamente, concebidos como una segunda fachada del edificio (igual que en la casa Batlló). También es innovadora la situación de las caballerizas en el sótano, al que se accede mediante rampas helicoidales. Gaudí había previsto continuar estas rampas hasta los pisos altos, pero finalmente todo quedó en una escalera hasta la segunda planta.
Toda la estructura del edificio se apoya sobre pilares de piedra o ladrillo y jácenas de entramado, de forma que no hay muros de carga y la fachada se convierte prácticamente en un "muro cortina". Esto hace que la organización interior repose sobre una planta libre, que permite a Gaudí romper con la geometría rectilínea tradicional y organizar una rica secuencia de espacios domésticos con parámetros curvos y trazas poligonales, cielos rasos ondulantes, etc. Esta situación de extraordinaria densidad plástica culmina en la buhardilla, resuelta con arcos parabólicos diafragmáticos, a modo de mansardas de perfil sinuoso por encima de las cuales discurre una azotea escalonada, poblada por sorprendentes chimeneas de humos y de ventilación, de formas casi antropomórficas.
En cuanto a la decoración de los interiores, Gaudí diseñó todos los elementos de los acabados (puertas, ascensores, etc.) y Aleix Clapés dirigió en ambos vestíbulos una extensa decoración pictórica, que hoy se encuentra en muy mal estado de conservación.
El carácter expresionista de las obras de Gaudí llegó a su punto álgido en la Pedrera, donde se anticipó a una serie de planteamientos, posteriormente usuales, como la cubierta-espectáculo, la fachada sin prácticamente función de soporte, o la planta libre.
La casa (en realidad dos casas de pisos del Eixample) fue construida para Pere Milà i Camps. En 1986 la Pedrera ha sido adquirida por una entidad de ahorros como sede de sus actividades culturales, y se han emprendido sus obras de restauración (1988). Está declarada patrimonio mundial del catálogo de la Unesco (1984).
