En 1887 el Ayuntamiento de Barcelona convocó un concurso para reformar la Casa de la Ciutat como residencia de la familia real durante la Exposición Universal de 1888. Domènech i Montaner la llevó a cabo. El edificio de la Casa de la Ciutat, de origen medieval, había llegado a principios del siglo XIX en un estado de conservación deplorable. Varias obras de restauración y ampliación llevadas a cabo hacia 1820 lo habían mejorado un poco. Pero había que alojar a la familia real. Primero el concurso fue declarado desierto, y el alcalde Rius i Taulet encargó el proyecto a Antoni Gaudí. Este llegó a presentar unos planos, pero la Comisión de Gobernación encargó de urgencia a Domènech i Montaner el proyecto y el suyo salió adelante. No se realizó la totalidad de su propuesta, y en muchos casos se simplificó para agilizar la construcción, de poco más de dos meses. Las aportaciones de Domènech fueron de tipo constructivo y distributivo, y la restauración y reinterpretación de la decoración interior. Se construyó una nueva escalera monumental que dignificara el acceso al primer piso y la redistribución del espacio comprendido entre el patio y el Saló de Cent. Se reubicaron el despacho del alcalde y otras dependencias municipales para destinarlos a la familia real. Domènech recuperó también la antigua galería gótica de acceso al salón derribando todos los tabiques que tapiaban las arcadas y recuperando la geometría de los contrafuertes que habían sido muy modificados y provocado lesiones estructurales graves. Se recuperaron las policromías medievales del artesonado, se destapiaron ventanales y colocaron vitrales nuevos, se realizaron trabajos de ebanistería, tapizado, pavimentación y se crearon lucernarios para tener iluminación natural y lámparas eléctricas. Una vez terminada la visita real, Domènech pidió terminar los trabajos decorativos y refuerzo estructural pendientes, pero no se llegaron a ejecutar. Las modificaciones que se realizaron a lo largo de los años en estos espacios hicieron desaparecer gran parte de la obra de Domènech.

El conjunto del Ayuntamiento de Barcelona está formado por tres edificios. El edificio antiguo, con seis siglos de antigüedad, es un verdadero tratado de historia de la ciudad y de los diferentes estilos arquitectónicos, desde el gótico hasta el modernismo. El "nuevo" edificio fue construido con motivo de la exposición internacional de 1928. El "novísimo" edificio, proyectado en 1958, fue una polémica construcción en altura en pleno centro histórico de la ciudad. La descentralización administrativa del ayuntamiento ha posibilitado el planteamiento de una remodelación general. Los objetivos urbanísticos planteados pasan por recuperar la dimensión histórica de la plaza Sant Miquel. Se busca la dignificación de este espacio maltratado mediante las siguientes actuaciones: la búsqueda de un nuevo emplazamiento por el aparcamiento de coches de la plaza, la muestran las ruinas romanas del subsuelo y la reducción de la altura del edificio novísimo. Se pretende establecer una autonomía urbana entre los tres edificios y una línea de cielo más adecuada a la trama de Ciutat Vella. Los objetivos funcionales del conjunto pasan por potenciar la permeabilidad de los edificios para el uso urbano. Se proporciona un acceso a los tres edificios desde un único vestíbulo de entrada. Se propone una mejora de la conexión entre los tres edificios, desapareciendo el carácter laberíntico y las barreras arquitectónicas. Finalmente, se ha buscado una ubicación para la nueva sala de plenos: más cómoda, bien equipada, y con mayor capacidad. Las propuestas arquitectónicas planteadas en la remodelación parten de un esponjamiento general de los edificios, de la eliminación de añadidos y rincones producidos por la acumulación indiscriminada de usos. En el edificio histórico se quiere remarcar la singularidad del Saló de Cent, haciendo más comprensible todo el conjunto. La nueva circulación vertical del edificio viejo permite la comprensión de todas las plantas del edificio y, a la vez, sirve como puerta de acceso al nuevo edificio, a partir del nuevo eje plaza Sant Jaume - edificio viejo - edificio nuevo. La recuperación de la funcionalidad y urbanidad de la entrada de los edificios nuevo y novísimo se logra mediante la aparición de una gran logia de acceso para actividades exteriores.