Nach Abriss der mittelalterlichen Stadtmauern 1854–1856 wurde der neue Stadtbezirk Eixample (wörtlich: „Erweiterung“) geplant und angelegt. Der Verfasser des städtebaulichen Entwurfes war Ildefons Cerdà, der ein isomorphes Raster vorschlug, welches bis heute den Stadtraum prägt. 1888 war Barcelona Gastgeber der Weltausstellung, die zu einer großen Ausdehnung der Stadtfläche vom Parc de la Ciutadella bis zu Barceloneta führte. 1897 wurden sechs umliegende Ortschaften, darunter Gràcia und Sants, eingemeindet. Der Wohlstand der Stadt führte auch zum Wiederentstehen als kulturelles Zentrum. Mit der Exposición Internacional de Barcelona wurde 1929 eine zweite große internationale Ausstellung organisiert, die als Weltausstellung anerkannt wurde und zur Urbanisierung der Gegend um die Plaça d’Espanya sowie zum Bau der U-Bahn führte. Als dort weithin sichtbares Zeichen der baulichen Veränderungen dieser Zeit gilt der Palacios de Alfonso XIII y Victoria Eugenia oder auch Palau Nacional genannt, der von 1918 bis 1923 errichtet wurde. Der Palastkomplex dient inzwischen als Museum für moderne Kunst und Architektur.