La cité de la Musique dans le parc de la Villette à Paris faisait partie de « grands travaux » sous la présidence de François Mitterrand. En 1983, Xenakis, invité en tant que membre du jury à participer au concours architectural pour ce nouveau complexe de culture, retoque l’invitation en se présentant en tant qu’architecte. Il co-signe le projet avec Jean Louis Véret, un ancien collègue des années Le Corbusier. Le programme du concours est grand : 25 000 m2 environ pour le conservatoire de musique et de danse, plusieurs salles de concerts, un grand amphithéâtre, des salles d’exposition. Le cœur des propositions Xenakis-Véret se trouve dans la salle de concert qui prend la forme d’une patatoïde sur un plan elliptique. Pensée comme un instrument de lutherie, ses courbures généreuses donnent des réverbérations riches et évitent les corrections ultérieures par des panneaux acoustiques souvent rencontrés dans les salles de ce type. La salle elle-même est enveloppée de voiles minces en béton armé, prenant alors la forme d’une « tulipe renversée ». En réalité cette forme florale est le résultat de l’intersection de plusieurs paraboloïdes hyperboliques. Le volume d’air entre le voile et la salle est réglable par des panneaux pivotant dans les parois, permettant ainsi un réglage de l’énergie sonore en fonction de la pièce programmée ou des instruments utilisés. A l’intérieur de la salle, le parterre est entièrement modulable en fonction des œuvres et du public à accueillir (avec des petits îlots qui montent ou descendent). Une rampe hélicoïdale double la salle de l’intérieur desservant pour le bas des foyers et des loges et pour le haut, 400 places supplémentaires soit pour le public, soit pour un nouveau placement de l’orchestre. Une rampe de desserte double la première salle à l’extérieur et continue jusqu’à l’édifice qui rassemble les activités non ouvertes au public (lieu de travail et de recherche, formation du Conservatoire). D’une conception plus classique, le bâtiment du Conservatoire construit sur trois étages regroupe les locaux d’enseignement autour des squares intérieurs, lieux d’échanges entre étudiants et professeurs. Les pans de verre « ondulatoires » couvrent certaines façades du complexe. La proposition passe la première phase du concours, mais elle n’est pas retenue pour la seconde. Xenakis renoncera désormais à tout projet d’architecture de financement public, y compris des nouveaux Polytopes. Finalement, la proposition de Christian de Portzamparc remporte le concours.
