Die Hochzeit Ferdinand II. von Aragonien mit Isabella I. von Kastilien im Jahre 1469 vereinigte die zwei Königsgeschlechter Spaniens. Dadurch verschwand das politische Zentrum aus Aragonien und Katalonien und degradierte die einstige Krone Aragonien zur Provinz. Außerdem musste Barcelona, wie viele spanische Städte am Mittelmeer, einen gewaltigen Handelsrückgang und Bedeutungsverlust durch die Entdeckung Amerikas hinnehmen. Im Konflikt zwischen Spanien und Frankreich Mitte des 17. Jahrhunderts ergriff Katalonien Partei für Frankreich, saß jedoch dann beim Friedensschluss von 1659, dem Pyrenäenfrieden, zwischen allen Stühlen und wurde zweigeteilt: Die katalanischen Gebiete nördlich der Pyrenäen (Nordkatalonien) gingen an Frankreich verloren. Im Spanischen Erbfolgekrieg (1700–1713), in dem es um die Thronfolge nach dem Tod des kinderlos gebliebenen Karl II. ging, ergriff Katalonien wieder für die „falsche“ Seite Partei, indem es den Habsburger Thronprätendenten Erzherzog Karl gegen den Bourbonen Philipp von Anjou – später als Philipp V. bekannt – unterstützte. Der im Frieden von Utrecht als Sieger hervorgegangene Philipp V. bestrafte Katalonien dafür hart: 1714 wurde Barcelona von französischen Truppen besetzt, und die katalanischen Institutionen wurden aufgelöst, wodurch die katalanische Selbstverwaltung endete. Am Ende des 18 Jahrhunderts erlebte die Stadt durch ihre nun wieder günstige Lage am Mittelmeer und in der Nähe von Braunkohle Vorkommen einen Aufschwung und wurde ein Zentrum der Industriellen Revolution, wodurch Reichtum und politische Macht in die Region zurückkehrten. 1888 war Barcelona Gastgeber der Weltausstellung, die zu einer großen Ausdehnung der Stadtfläche vom Parc de la Ciutadella bis zu Barceloneta führte. Die Stadt verschlang sechs umliegende Bezirke im Jahr 1897 und der neue Bezirk von Eixample (wörtlich: Ausdehnung) wurde aufgebaut. Der Wohlstand der Stadt führte auch zu ihrer Wiedergeburt als kulturelles Zentrum, was besonders durch die Kunstwerke Gaudís bemerkbar ist. Mit der Exposición Internacional de Barcelona wurde 1929 eine zweite große internationale Ausstellung organisiert, die zur Verstädtung der Gegend um die Plaça d’Espanya und dem Bau der U-Bahn führte.