En 1886 Don Juan Bautista Grau y Vallespinós, natural de Reus, toma posesión de la diócesis de Astorga, residiendo en el antiguo palacio episcopal, y el 23 de diciembre de ese mismo año el primitivo palacio ardió en llamas. Al estar vacante la plaza de arquitecto diocesano para la construcción del nuevo palacio, el Obispo Grau propone a su paisano Antonio Gaudí y Cornet que se hace cargo de las obras desde 1889 a 1893.
El 24 de junio de 1889 se coloca la primera piedra. Tenían previsto terminar las obras del Palacio en junio de 1894, pero el obispo fallece en 1893 y este hecho cambiará radicalmente el curso de las obras, paralizándose por el antagonismo entre Gaudí y la Junta Diocesana.
En 1905 D. Julián de Diego y Alcolea rige la diócesis de Astorga e intenta convencer a Gaudí de su vuelta a las obras del Palacio pero no lo consigue. El templo de la Sagrada Familia requería toda su atención y tiempo.
Se nombra entonces arquitecto a D. Ricardo García- Guereta que era diocesano de León, concluyendo las obras el 12 de octubre de 1913.