L’industrial i senador Pere Milà i Camps, es va casar l’any 1903 amb la reusenca Rosario Segimón Artells, jove adinerada vídua de Josep Guardiola i Grau. El matrimoni, amics de Josep Batlló, van comprar un terreny de 1.630 m2 al també industrial Ferrer-Vidal, on a més del solar hi havia una casa amb baixos i tres pisos d’alçada. Pere Milà va veure la transformació que Antoni Gaudí va realitzar a casa del seu amic, i li va agradar tant que li va encomar el projecte de construir aquesta nova casa al Passeig de Gràcia cruïlla amb carrer Provença. El 2 de febrer de 1906, Gaudí va presentar el projecte a l’Ajuntament i el 27 del mateix mes, Milà va demanar el permís pertinyent per enderrocar la casa que ni havia i poder iniciar les obres. Tot i que el permís, no va ser concedit fins el juny de 1909, les obres es van dur a terme.
L’arquitecte riudomenc va plantejar el projecte de la Casa Milà, seguint amb la seva etapa d’arquitectura orgànica, com una cèdul.la amb dos grans nuclis –que eren els patis interiors- envoltants de les diferents vivendes. L’edifici tenia cinc pisos d’alçada, la magnífica terrasa, semisòtan i sòtan, primer espai soterrani de la ciutat de Barcelona destinat als vehicles de motor, per la qual cosa Gaudí va fer rebaixar en 4,5 metres el terreny. El mestre d’obres Bayó Font va ser l’encarregat d’executar les obres.
Va continuar amb l’estil d’arquitectura orgànica, imitant les formes de la naturalesa. Per aquest edifici, va combinar com havia fet en la Casa Batlló i Bellesguard, aquesta nova concepció arquitectònica amb l’amor a la seva pàtria i va retre un homenatge a les muntanyes catalanes, en especial a la serralada de Prades i a Montserrat. Per això va crear una façana amb pedra de Montjuïc de color mel, aconseguint, amb les possibilitats que li donava el xamfà, una sensació d’ondulació, treballada a base de picar la pedra. De l’exterior també destaquen els sensacionals treballs amb ferro forjat que Jujol va realitzar en els balcons, i el sostre ondulant de les golfes, revestit de marbre balanc, on estaven camuflats dos pisos, al cap damunt dels quals, i en diferents nivells per evitar escletxes, hi ha sis terrases diferents, plenes de escultures que semblen guerrers, i que dissimulen les ximenieies, les torres de ventilació i els dipòsits d’aigua de l’edifici.
Tot i que l’estructura de l’edifici sembla de concepció antiga, en realitat, el disseny que realitza en l’interior, on no va utilitzar cap paret de contenció, sinó que crea una planta completament lliure únicament amb pilars de càrrega, és d’una modernitat anacrònica. La Casa Milà havia d’estar coronada per un grup escultòric de la Verge Maria, dissenyada per Carles Mani, però els fets de la Setmana Tràgica de 1909, tot i que no van afectar a l’edifici, van fer replatenjar a Pere Milà el fet d’ubicar-hi l’escultura. A partir d’aquest moment, la relació de Gaudí amb el matrimoni Milà-Segimón va empitjorar, fins l’extrem que l’arquitecte abandona les obres per primera vegada, i únicament retorna gràcies a la intermediació d’Ignasi Casanovas. Els detalls de la Casa Milà que quedaven per acabar - decoració interior, balcons i els murals dels dos grans patis interiors, avui en dia desapareguts- els van acabar membres del seu estudi, mentre ell afectat per uns neguits desenfrenables, que el van conduir cap a unes fortes febres de malta, va ser obligat a retirar-se a Vic, i més tard, a Puigcerdà.
Abans, l’octubre de 1909, l’arquitecte municipal, Planada, va observar que la Casa Milà incomplia l’article 118, de les Ordenaces Municipals, que limitava les alçades màximes dels edificis de l’Eixample, els més de 14 mestres d’alçada i els 4.000 m2 de superfície que excedien del permís, van obligar a l’ajuntament a suspendre inmediatament les obres, exigint l’enderrocament de la construcció efectuada sense els permisos pertiyents la qual cosa obligava a llençar a terra, les ximeneies, els conductes de ventilació i la teulada ondulant. L’Ajuntament va sancionar als Milà-Segimón amb una multa de 100.000 ptes i, més tard va col.laborar en la declaració, el 28 de desembre de 1909, de la Casa Milà com a Monument Nacional, lluirant-se de les restricciona abans exposades.
L’octubre de 1910, Gaudí va retornar de Puigcerdà disposat a abandonar definitivament esl treballs de la Casa Milà, i com el matrimoni Milà-Segimón no va voler pagar els col.laboradors, l’arquitecte va reclamar davant el Col.legi d’Arquitectes els nonoraris addicionals corresponents als més de 4.000 m2 construïts de més, el llarg procés jurídic va acabar amb el dictamen favorable a l’arquitecte riudomenc, i el matrimoni Milà-Segimón,per pagar el dute va haber d’hipotecar la Casa Milà.
Actualment, la Csa Milà, coneguda també com La Pedrera, és propietat de la Caixa de Catalunya, que té en les plantes nobles de l’edifici la seu central de les seves oficines.