[4]​ Batlló compró el edificio por 510 000 pesetas, con la primera intención de derribarlo y construir uno nuevo, aunque luego se conformó con reformarlo, y mientras él se reservó la planta principal el resto lo explotó en régimen de alquiler, como era habitual en las casas burguesas de la época (aunque también entregó algunos pisos a sus hijos según se iban casando).

Cabe resaltar que en el mismo paseo de Gracia había efectuado Gaudí anteriormente otras dos intervenciones hoy desaparecidas: la Farmacia Gibert (1879) y la decoración del bar Torino (1902); y posteriormente construyó en la misma avenida la Casa Milà (1906-1912).

[7]​ El industrial quedó tan impresionado con la obra del arquitecto que lo recomendó a su amigo, Pedro Milá, para el que Gaudí construyó la Casa Milà (conocida popularmente como la Pedrera) entre 1906 y 1912.

[9]​ Más tarde algunas puertas del primer piso tuvieron que cambiarse, tarea encomendada al ebanista Juan Martínez Gómez, que realizó unas reproducciones siguiendo el modelo original.

Asimismo, la torre con la cruz de cuatro brazos que remata la azotea estaba prevista en la parte izquierda del terrado, pero Gaudí la trasladó hacia el centro para que no interfiriese con el remate escalonado de la adyacente Casa Amatller, mostrando un gran respeto por la labor de su colega Puig i Cadafalch.

[14]​ En 1993 fue adquirida por la familia Bernat, propietarios de la compañía Chupa Chups, que la restauraron y la abrieron comercialmente al público, siendo en la actualidad un punto de visita casi obligatorio para cualquier turista.

Para ello dispuso un gran patio central en el centro del edificio, al que daban las habitaciones de servicios, mientras que los salones y los dormitorios daban a la fachada.

Este patio también articulaba el movimiento dentro del edificio, a través de escaleras y un ascensor.

El edificio tiene ocho plantas: bajo el nivel de la calle se encuentra un sótano, destinado a carboneras y trasteros; la planta baja se dedicó inicialmente a cochera y luego a almacén, y junto a los accesos a las viviendas se ubicó una tienda, ocupada primero por el establecimiento de fotografía Lumière, luego por la productora cinematográfica Pathé Frères y posteriormente por la Galería Syra; la planta noble estaba ocupada enteramente por la familia Batlló, y contiene además un gran patio en la parte posterior del edificio; las otras cuatro plantas estaban destinadas a alquiler, con dos viviendas cada una; por último se encuentra un desván, destinado a zona de servicio, y cubierto por la azotea.

[18]​ La fachada se hizo con piedra arenisca de Montjuïc, tallada según superficies regladas en forma alabeada.

Presenta cinco vanos cubiertos con vidrieras policromas, y sostenidos por ocho columnas de forma ósea.

En 1983 los balcones fueron restaurados y recuperaron su color original, que se había oscurecido.

Salvador Dalí comentó al respecto que «Gaudí ha construido una casa según las formas del mar, representando las olas en un día de calma.

[24]​ El agua es una inspiración recurrente en las obras de Gaudí y se evidencia tanto en forma como en color.

La parte más destacada es la del desván, realizada con cerámica de vivos colores, con motivos florales y geométricos.

Esta zona fue reformada en los años 1990, en que se reconvirtió la cochera en un espacio polivalente para reuniones y convenciones.

Asimismo, tanto el piso principal como los dos primeros tienen terrazas, cubiertas con barandillas de malla metálica.

[32]​ El sistema de plantas del edificio arranca del sótano, destinado a zonas de servicios y trasteros, así como a calderas y carboneras.

[33]​ El resto de plantas, destinadas a viviendas, fueron diseñadas por Gaudí con el mismo esmero que la parte exterior del edificio, combinando las diversas artes industriales y decorativas (escultura, forja, vidriería, ebanistería, cerámica) para conseguir un conjunto armónico y estético, donde, como en el resto del edificio, predominan las líneas curvas.

Cada vivienda contaba con una terraza que daba al patio de manzana, así como un trastero y un lavadero situados en el desván.

Por ello está concebida con una estructura diferenciada del resto del edificio, con una serie de arcos catenarios realizados en ladrillo revocados con yeso, que sostiene un sistema de bóvedas parabólicas sobre el que se alza la azotea, solución que el arquitecto empleó nuevamente poco después en la Casa Milà.

Asimismo, en la cornisa de la cubierta se sitúa un paso de ronda, al que se accede desde la escalera situada en la torre que remata el edificio, elemento igualmente presente en la Casa Milà.

La azotea, igual que el desván, fue restaurada en 2004 y abierta al público.