Demonstrasjonen kommer like etter at statsminister Mariano Rajoy, sa til avisen El Pais at han ikke utelukker å suspendere Catalonias selvstyre.
– Jeg utelukker ingenting, sa Rajoy i et intervju.
– Men jeg må gjøre det på riktig tidspunkt. Jeg vil sette pris på om trusselen om folkeavstemning om uavhengighet blir trukket tilbake så fort som mulig, sa Rajoy.
Det er ventet at folk fra hele Spania kommer til Catalonias hovedstad.
Bak demonstrasjonen står Societat Civil Catalana, den største gruppen mot uavhengighet i Catalonia.
Demonstrasjonen i Barcelona går i gang klokken 12.
- Les mer:
- Les mer:
– Spania vil ikke bli delt
Dersom Catalonia erklærer uavhengighet, kan Spania reagere med å suspendere Catalonias autonome status og pålegge direkte regjering fra Madrid ved å anvende artikkel 155 i grunnloven.
– Spania vil ikke bli delt, og nasjonen som en enhet vil fortsette. Vi vil bruke alle lovgivende verktøyene i loven for å gjøre dette, sa Rajoy.
Catalonias president Carles Puigdemont har varslet at han vil tale til det katalanske parlamentet førstkommende tirsdag. Det ventes at han da vil legge fram en erklæring om selvstendighet for regionen.
- Les mer:
- Les mer:
Spent situasjon
Analytikere mener den katalanske regionregjeringen risikerer å miste sympati i utlandet og samtidig gi Madrid en unnskyldning til å kjøre en hard linje dersom Puigdemont neste uke velger å erklære uavhengighet på grunnlag av det som i henhold til spansk lov var en ulovlig folkeavstemning.
Situasjonen i Catalonia har vært svært spent de siste ukene.
Regjeringen i Madrid hadde på forhånd erklært folkeavstemningen for ulovlig og sendt store politistyrker til regionen for å gripe inn og forsøke å hindre valget i å bli gjennomført.
På selve valgdagen 1. oktober ble hundrevis av mennesker skadd i sammenstøt med politiet.