Era Guardiola

El 21 de junio de 2007 es presentado como nuevo entrenador del Barcelona B, equipo filial del FC Barcelona, lo que marca el inicio de una nueva etapa en su vida. Con el filial azulgrana se proclamó campeón de Tercera División, logrando el ascenso a Segunda División B tras superar la promoción de ascenso.

El 8 de mayo de 2008 fue designado por la junta directiva entrenador del Fútbol Club Barcelona para la temporada 2008/2009, en sustitución de Frank Rijkaard.Firmó un contrato por dos temporadas, el 17 de junio de 2008 se hizo la presentación oficial.

En su primera temporada como entrenador consigue ganar un triplete histórico: la Champions League, la Liga española y la Copa del Rey, convirtiendo al Fútbol Club Barcelona en el primer equipo español de la historia en lograrlo. También bate el récord de puntos conseguidos por un equipo desde que las victorias tienen un valor de tres puntos e iguala el registro goleador del Real Madrid de Di Stéfano. También hay que destacar que son varios los partidos en que el FC Barcelona de Pep Guardiola golea por 5 o más goles a sus rivales, en que destaca el histórico 2-6 contra el Real Madrid en el Santiago Bernabéu, una goleada que el equipo blanco no encajaba en 50 años en su propio feudo.

Su segunda temporada empieza ganando la Supercopa de España tras vencer al Athletic Club por un global de 5-1. El 29 de agosto de 2009 gana la Supercopa de Europa ante el Shaktar Donetsk (equipo ucraniano campeón de la extinta copa de la UEFA) por 1-0. Con este título, Guardiola consigue ser el primer entrenador en ganar con el mismo equipo los cinco títulos que ha disputado su equipo en un año natural.

El 19 de diciembre de 2009, el Barça le gana en la final 2-1 en tiempo suplementario a Estudiantes de La Plata y se consagra campeón del Mundial de Clubes, único título que le faltaba al equipo en toda su historia, y con éste consigue el sexto título de seis a los que aspiraban en 2009, algo que nadie había logrado anteriormente, cerrando así el mejor año de la historia de cualquier club en cuanto a títulos (el llamado "sextete").

El 8 de enero de 2010, Guardiola es elegido el mejor entrenador del año 2009 por la Federación Internacional de Historia y Estadística del Fútbol (IFFHS). El técnico del Barcelona lo logra con la mayor diferencia de puntos respecto al segundo clasificado desde que se entrega este premio.

El 11 de mayo de 2011, el técnico de Santpedor hace historia al conseguir su tercer título de Liga en sus tres primeras temporadas. Sólo Johan Cruyff ganó más Ligas que él en el Barça (4)

El 28 de mayo de 2011, consigue su segunda Champions League, la cuarta del Barça, ganando 3 a 1 contra el Manchester United en el estadio de Wembley. Se convierte por tanto en el entrenador más joven (40 años) en ganar la competición dos veces.

El 17 de agosto de 2011, consigue su tercera Supercopa de España consecutiva con el F. C. Barcelona, tras vencer al Real Madrid por un global de 5-4 (2-2 en la ida y 3-2 en la vuelta). Consigue así un total de once títulos desde que es el entrenador culé y empata la cifra de títulos obtenidos por Johan Cruyff.

El 26 de agosto de 2011, consigue su segunda Supercopa de Europa, tras vencer al FC Porto, por 2-0. Éste título hace que supere los títulos obtenidos por Johan Cruyff, convirtiéndole así en el técnico más laureado de la historia del Barcelona. El 8 de septiembre de 2011, recibe la Medalla de Oro de la Generalidad de Cataluña. El 1 de noviembre de 2011, llega a los 200 partidos el en banquillo de FC Barcelona.

En diciembre de 2011, el Barcelona gana la Copa Mundial de Clubes de la FIFA, lo que supone el 13º título de la era Guardiola.

El 27 de abril de 2012, poco después de perder ante el Real Madrid en Liga y de ser eliminado de la Liga de Campeones en semifinales, anuncia oficialmente que no seguirá en el banquillo del Barça la próxima temporada, cerrando la etapa más exitosa de la historia del club. La directiva del club decide que le suceda el segundo entrenador y amigo Tito Vilanova.

Los medios de comunicación especularon con su futuro y hablaron de ofertas del Chelsea FC y del Inter de Milán, aunque Guardiola afirmó que se tomaría un año sabático.

Dirigió por última vez al Barcelona el 25 de mayo de 2012, en la final de la Copa del Rey, venciendo por 0-3 frente al Athletic Club. Curiosamente, fue el mismo rival y en la misma competición contra el que ganó su primer título.