En 1928, le gouvernement allemand lui propose de concevoir le pavillon qui représentera le pays à l'Exposition internationale de 1929 de Barcelone. Ce sera le Pavillon allemand de Barcelone, une des œuvres majeures de l'architecte. Le bâtiment repose sur un large socle dans lequel est aménagé un bassin rectangulaire. L'aspect moderniste de l'ensemble tranche radicalement avec celui de l'architecture des bâtiments environnants, construits pour la même exposition. Ludwig Mies van der Rohe a recours à des matériaux luxueux, comme le marbre, le travertin ou l'onyx doré, et il met en œuvre son principe constructif de "peau et os", qu’il a théorisé et commencé à appliquer depuis quelques années. Il utilise donc le plan libre, qui permet de libérer les murs de leur fonction porteuse et de ceindre le bâtiment de grandes façades vitrées grâce auxquelles l’intérieur et l’extérieur s’interpénètrent. L’architecte conçoit aussi les meubles et l'agencement intérieur en collaboration à nouveau avec Lilly Reich. Ensemble, ils créent la MR90, dite , l’une des créations iconiques du couple, qui tire sa forme d’un siège curule de la Rome antique.