El 1887 l’ajuntament de Barcelona va convocar un concurs per reformar la Casa de la Ciutat com a residència de la família reial durant l’Exposició Universal de 1888. Domènech i Montaner la va dur a terme. L’edifici de la Casa de la Ciutat, d’origen medieval, havia arribat a principis del segle XIX en un estat de conservació deplorable. Diverses obres de restauració i ampliació dutes a terme cap al 1820 l’havien millorat una mica. Però calia allotjar-hi la família reial. Primer el concurs va ser declarat desert, i l’alcalde Rius i Taulet va encarregar el projecte a Antoni Gaudí. Aquest va arribar a presentar uns plànols, però la Comissió de Governació va encarregar d’urgència a Domènech i Montaner el projecte i el seu va tirar endavant. No es va realitzar la totalitat de la seva proposta, i en molts casos es va simplificar per agilitzar la construcció, de poc més de dos mesos. Les aportacions de Domènech van ser de tipus constructiu i distributiu, i la restauració i reinterpretació de la decoració interior. Es va construir una nova escala monumental que dignifiqués l’accés al primer pis i la redistribució de l’espai comprès entre el pati i el Saló de Cent. Es van reubicar el despatx de l’alcalde i altres dependències municipals per destinar-los a la família reial. Domènech va recuperar també l’antiga galeria gòtica d’accés al saló enderrocant tots els envans que tapiaven les arcades i recuperant la geometria dels contraforts que havien estat molt modificats i havien provocat lesions estructurals greus. Es van recuperar les policromies medievals de l’enteixinat, es van destapiar finestrals i col·locar vitralls nous, es van realitzar treballs d’ebenisteria, tapissat, pavimentació i es van crear lluernaris per tenir il·luminació natural i làmpades elèctriques. Un cop acabada la visita reial, Domènech va demanar d'acabar les feines decoratives i reforç estructural pendents, però no es van arribar a executar. Les modificacions que es van anar fent al llarg dels anys en aquests espais van fer desaparèixer gran part de l’obra de Domènech.

El conjunt de l'Ajuntament de Barcelona està format per tres edificis. L'edifici antic, amb sis segles d’antiguitat, un veritable tractat d'història de la ciutat i dels diferents estils arquitectònics, des del gòtic fins al modernisme. L'edifici anomenat "nou" construït amb motiu de l'exposició internacional del 1928. L'edifici anomenat "novíssim", projectat el 1958, una polèmica construcció en alçada en ple centre històric de la ciutat. La descentralització administrativa de l'ajuntament ha possibilitat el plantejament d'una remodelació general. Els objectius urbanístics plantejats passen per recuperar la dimensió històrica de la plaça Sant Miquel. Es busca la dignificació d’aquest espai maltractat mitjançant les següents actuacions: la recerca d’un nou emplaçament per l'aparcament de cotxes de la plaça, la mostra les ruïnes romanes del subsòl i la reducció de l'alçada de l'edifici novíssim. Es pretén establir una autonomia urbana entre els tres edificis i una línia de cel més adient a la trama de Ciutat Vella. Els objectius funcionals del conjunt passen per potenciar la permeabilitat dels edificis per a l'ús urbà. Es proporciona un accés als tres edificis des d'un únic vestíbul d'entrada. Es proposa una millora de la connexió entre els tres edificis, fent desaparèixer el caràcter laberíntic i les barreres arquitectòniques. Finalment, s’ha buscat una ubicació per a la nova sala de plens: més confortable, ben equipada, i amb més capacitat. Les propostes arquitectòniques plantejades en la remodelació parteixen d’un esponjament general dels edificis, de l’eliminació d’afegits i racons produïts per l'acumulació indiscriminada d'usos. En l'edifici històric es vol remarcar la singularitat del Saló de Cent, fent més comprensible tot el conjunt. La nova circulació vertical de l'edifici vell permet la comprensió de totes les plantes de l'edifici i, a la vegada, serveix com a porta d’accés a l'edifici nou, a partir del nou eix plaça Sant Jaume - edifici vell - edifici nou. La recuperació de la funcionalitat i urbanitat de l'entrada dels edificis nou i novíssim s’aconsegueix mitjançant l'aparició d'una gran lògia d’accés per a activitats exteriors.