El 24 de agosto de 1859, durante el rectorado de Víctor Arnau, se encargó al arquitecto Elias Rogent, a través de una real orden, el proyecto siguiente:
«Proyecto para la Universidad Literaria de Barcelona, que contenga las facultades de Derecho, Filosofía y Letras, Medicina, Ciencias, Farmacia, Escuela Industrial Superior, Escuela profesional de Bellas Artes, Biblioteca universitaria y provincial, con los museos correspondientes.»
La construcción del edificio de la Universidad se lleva a cabo entre 1863 ―cuando se coloca la primera piedra, siendo rector Víctor Arnau― y los años 1892-1893. Aunque no se inauguró oficialmente hasta el curso 1872-1873, las primeras clases se impartieron en 1871. Hay que indicar que los gastos, la dirección y el control fueron a cargo del Estado, lo cual se traduce en una presencia notoria de la representación del poder en el edificio, como veremos.
El Edificio Histórico refleja claramente las teorías que Rogent defendía sobre lo que tenía que ser la arquitectura: siguiendo las ideas de F. Milizia, la arquitectura era fundamentalmente expresiva, es decir, debía expresar unos contenidos. Con esta finalidad, Rogent recurre, en su proyecto de la Universidad de Barcelona, a una arquitectura ecléctica que busca las mejores soluciones en las formas del pasado a través del uso simultáneo de elementos correspondientes a diferentes estilos históricos (románico, mudéjar, gótico, etc.).
Con la idea de hacer una arquitectura expresiva, en el proyecto de la Universidad de Barcelona, Rogent busca deliberadamente mostrar qué parte del edificio es la más importante, tanto para la vida académica como desde el punto de vista simbólico, y a partir de ahí, ordena el resto de la composición.
Así, toda la composición arquitectónica se desarrolla en torno a un centro neurálgico: el Paraninfo. Según Rogent, en el Paraninfo tiene lugar la única actividad que singulariza el más alto nivel del saber de una universidad (el otorgamiento del grado), que se diferencia de otras actividades comunes (en todas las facultades) y simboliza todos los intereses de la institución. Simboliza «la idea de universidad». En este cuerpo central se sitúa también la entrada principal del edificio y el majestuoso vestíbulo.
Rogent sitúa el Paraninfo no sólo en el centro de la construcción, sino también como elemento de unión de las dos partes, es decir, en el centro del eje transversal, según el cual se articula todo el edificio: a un lado, el edificio de Letras, y al otro, el de Ciencias. Dos partes iguales y simétricas que, unidas a la planta baja a través de una larga galería de arcadas, se articulan a ambos lados del cuerpo central.
Cada una de estas partes se vertebra en torno a un patio interior, con unos porches que se repiten en la planta baja y en la primera planta. En el primer proyecto que Rogent presenta, los porches sólo están planteados para la planta baja, con arcos sobre pilares. Esta solución, muy en consonancia con el Rundbogenstil alemán que tanto inspiró a Rogent, fue modificada por la idea definitiva de los dos pisos de altura y columnas en lugar de pilares.
Adoptó también muy escrupulosamente las ideas del teórico italiano Milizia, que tanto le influyó. Milizia defendía que una universidad debía contener necesariamente los elementos siguientes: la organización en torno a un patio porticado, torres laterales, una torre del reloj, disposición de las aulas en la planta baja y de las otras dependencias más institucionales en la superior, y una plaza delante del edificio.
Efectivamente, todos estos elementos aparecen en el Edificio Histórico de la Universidad de Barcelona, aunque algunas decisiones varían mucho a lo largo de los diferentes proyectos que Rogent presenta, como por ejemplo la torre horaria, que al principio debía estar situada en el centro de la fachada, coronando el cuerpo central. Finalmente, el reloj y el campanario de hierro se instalaron en 1881 en la torre del Patio de Letras.
Con respecto a la fachada, se plantea a partir de dos puntos estratégicos, el cuerpo central y las torres laterales, unidos por dos cuerpos horizontales de apariencia sólida y maciza, que son aligerados, sin embargo, por una sucesión continua de aberturas en arcos redondos, al estilo alemán.
Un año después de colocar la primera piedra del edificio (1863), se inician los trabajos artísticos y decorativos subordinados al programa arquitectónico general, y se crea un taller de escultura que se instala en el mismo recinto universitario y en el que trabajan artistas y artesanos.
El programa decorativo del Edificio Histórico es un elemento muy importante que hay que tener en cuenta, ya que, aunque estaba subordinado al esquema arquitectónico, tenía que reforzar la ideología y el simbolismo que la construcción debía mostrar.
Hay que destacar, finalmente, los jardines a través de los cuales se abre el edificio hacia la parte posterior y los laterales, rodeando, así, toda la estructura en de la construcción, excepto la fachada. La reja que cierra el jardín fue proyectada por Rogent, pero fue colocada entre 1892 y 1893, cuando Rogent ya había cesado desde hacía tiempo (1889) en su cargo de director de las obras. Posteriormente, los jardines fueron acondicionados en el periodo en que la Universidad de Barcelona gozó de Estatuto de autonomía, durante la Segunda República.