Lluís Domènech i Montaner (1849-1923), el gran arquitecte del modernisme, continua  les obres del Palau Montaner allà on, per desavinences amb la propietat, les deixa Josep Domènech i Estapà, primer arquitecte de l’edifici.  

Tot i la llibertat creativa que l’editor Ramon Montaner i Vila i propietari de l’edifici, li atorga a Domènech i Montaner per bastir la seva mansió familiar, ell decideix de continuar l’obra a partir de la carcassa construïda pel seu predecessor, introduint-hi elements ornamentals i ampliant-ne el ràfec previst per amorosir la severitat de les línies i dotar-la de caràcter.

Lluís Domènech i Montaner, nebot de l’editor, havia construït la seu de l’editorial Montaner y Simón per al l’oncle i al seu soci Francesc Simon al proper carrer Aragó. També s’havia fet càrrec del disseny i direcció de projectes de l’editorial. 

Al Palau Montaner, enriqueix l’exterior del tercer pis amb una representació seriada de ceràmica vidriada de figures prerafaelites, obra del propi arquitecte, sobre les arts i l’edició que equilibra les proporcions de les façanes.

A l’interior, Domènech i Montaner dibuixa un ampli vestíbul amb una escalinata imperial de pedra amb elements esculturals florals i zoomòrfics. Al capdamunt hi emplaça una gran claraboia de vidre mosaic que il•lumina l’entrada amb llum zenital. 

Domènech i Montaner s'envolta ja aleshores d’un equip dels millors artesans de les arts aplicades de l’època:  amb els mosaics de Lluís Bru, les escultures d’Eusebi Arnau, l’ebenisteria i teixits de Gaspar Homar, la forja de Francesc Tiestos i els vitralls d’Antoni Rigalt.