Col·laborador del seu pare Lluís Domènech i Montaner. Fou professor (des de l’any 1907) i catedràtic (1920-50) de l’Escola d’Arquitectura de Barcelona. Arquitecte director de l’Exposició Internacional de Barcelona de l’any 1929, fou coautor del Palau Nacional i de l’estadi de Montjuïc, dins un ampul·lós monumentalisme. És pare de l’entomòleg Lluís Domènech i Torres.