La Nau Gaudí formava part de la fàbrica que va construir per encàrrec de la Sociedad Cooperativa la Obrera Mataronense, un projecte molt més ampli i ambiciós, ideat entre el 1878 i el 1883. 

És una obra clau perquè va obrir el camí de la creació gaudiniana més genuïna. A la Nau Gaudí, l’arquitecte va experimentar amb els arcs parabòlics com a elements estructurals. Si no hagués existit la cooperativa de Mataró, Gaudí no hauria desenvolupat les fórmules que posteriorment va fer servir per projectar les golfes de la Pedrera o la famosa maqueta de l’església i la Colònia Güell. 

L’amistat entre Antoni Gaudí i Salvador Pagès, un dels líders més destacats del moviment cooperatiu a Catalunya, va ser decisiva per a aquesta col·laboració. De tot el projecte que va idear es conserven la nau de blanqueig i les latrines adjacents.

Des del novembre del 2010 és la seu de la Col·lecció Bassat a Mataró, una col·lecció única que constitueix un dels fons més representatius de l’art català de la segona meitat del segle XX. Aquesta col·lecció compta amb més de 2.000 peces pictòriques i escultòriques, que es complementen amb un ampli fons d’obra gràfica. A més a més, la Nau Gaudí acull també exposicions temporals d’art contemporani i activitats per a tots els públics.

La Nau Gaudí va ser declarada monument historicoartístic per l’Estat espanyol l’any 1969 i Bé Cultural d’Interès Nacional per la Generalitat de Catalunya l’any 1982.