Зодчий с честью вышел из этого трудного положения. Он предложил акцентировать центральные части продольных фасадов протяженными колоннадами большого ордера. Антаблемент этого ордера он продолжил по периметру всего дворца и завершил его балюстрадой вдоль края крыши. Лаконичными приемами Кваренги добился подчеркнуто горизонтальной системы архитектурного оформления.
В 1780-е годы Кваренги работал не покладая рук. Сам зодчий сообщал Маркези, что построил к 1785 году уже пять церквей – «одна в Славянке, одна в Пулкове, одна в Федоровском посаде, одна на Софийском кладбище для погребения…». Пятой церковью Кваренги считал мавзолей Ланского.
Одним из самых значительных сооружений Кваренги является простое, но величественное здание Академии наук на набережной Невы. Его строительство было вызвано отсутствием резиденции, приличествующей престижу учреждения, олицетворявшего русскую науку и культуру. Работы начались в 1783 году.
Здание с восьмиколонным портиком ионического ордера и фронтоном, в проекте украшенным статуями, поднято на цокольный этаж. Оно было поставлено на самой кромке невского, тогда еще не обработанного берега реки, что и заставило архитектора наружную парадную лестницу развернуть по фронту на два схода. Этот храм науки поражает и ныне ясностью образа и сильной пластикой главного фасада, несомненно, рассчитанного на восприятие с другого берега реки от Сенатской площади.
В связи с перепланировками Зимнего дворца театр с ярусами лож, оказавшийся в окружении дворцовых покоев, стал неудобным, и 3 сентября 1783 года появился указ о начале постройки «при эрмитаже каменного театра… по планам и под надзиранием архитектора Гваренгия».
Перед зодчим была поставлена трудна задача – разместить театр в очень стесненном месте – во дворе Малого Эрмитажа, над конюшенным корпусом. Это обстоятельство предопределяло относительно небольшие размеры сооружения и, быть может, его конфигурацию.
В 1787 году в Петербурге появилось роскошное издание с гравированными чертежами только что выстроенного Эрмитажного театра и с описанием на французском языке, выполненным самим Кваренги. Он писал, что «старался дать театру античный вид, согласуя его в то же время с современными требованиями… Все места одинаково почетны, и каждый может сидеть там, где ему заблагорассудится… На полукруглой форме театра я остановился по двум причинам: во-первых, она наиболее удобна в зрительном отношении и, во-вторых, каждый из зрителей со своего места может видеть всех окружающих, что при полном зале дает очень приятное зрелище. Я старался дать архитектуре театра благородный и строгий характер. Поэтому я воспользовался наиболее подходящими друг к другу и к идее здания украшениями. Колонны и стены сделаны из фальшивого мрамора. Вместо завитков я поместил в коринфских капителях сценические маски, следуя образцам различных античных капителей…»
В конце 1780-х годов Кваренги участвовал в небольшом закрытом конкурсе, объявленном графом Н.П. Шереметевым. Дом на Никольской не был построен. Граф решил ограничиться перестройкой своей загородной резиденции в Останкино. Для участия в этой работе он пригласил несколько зодчих, в том числе и Кваренги. Проектирование домашнего театра Шереметева было особенно приятно для Кваренги, потому что он был лично знаком с П.И. Ковалевой-Жемчуговой, ведущей актрисой этой группы, в прошлом крепостной, а затем женой графа Шереметева.
Процесс проектирования знаменитого Александровского дворца и поисков его окончательного решения занял у Кваренги всего лишь один год, так как уже 5 августа 1792 года были начаты торги на постройку.
Невозможность из-за местности, отведенной для дворца, получить необходимый фронт для раскрытой композиции заставила Кваренги отказаться от создания широкого пространственного ансамбля. Служебный кухонный П-образный корпус он разместил асимметрично, ближе к улице со стороны бокового фасада, вне композиционной связи с дворцом.
Александровский дворец – свободно стоящее в парке открытое сооружение, композиционно единое с регулярной частью Нового сада, – предстал как антитеза замкнутому ансамблю Екатерининского дворца Растрелли. Ансамбли Екатерининского и Александровского дворцов стали ярким воплощением двух архитектурных мировоззрений: барокко – с замкнутыми ансамблями и классицизма – с открытыми ансамблями, формирующими окружающее пространство.
Как писал сам Кваренги, в его творчество часто вмешивалась Екатерина II: «Ее величество иногда берет на себя труд набрасывать мне свои замыслы и собственноручные эскизы и желает при этом, чтобы я имел полную свободу и возможность привлекать к работе всех тех художников, которые мне нужны как исполнители». Такое вмешательство ставило зодчего порой в затруднительное положение, однако его непререкаемый авторитет, завоеванный им у императрицы трудолюбием и блестящим воплощением всех ее требований и собственных замыслов, позволял ему обходить острые углы и вводить в правильные архитектурные рамки все даваемые ему предначертания. Кваренги сумел сохранить высокий авторитет и у преемника царицы Павла I, а затем и у императора Александра I, чему немало способствовало успешное завершение нового дворца в Царском Селе.
После окончания строительства Эрмитажного театра зодчий просил разрешения «ввиду… многочисленной семьи и бед, вызванных болезнями», поселиться в одном из помещений этого здания, обращенном окнами на Неву. Разрешение было получено. Там он и жил до конца своих дней.
До 1793 года спутницей жизни Кваренги оставалась Мария Фортуната. Их первенец – дочь Теодолинда оставалась в Италии и воспитывалась в одном из миланских монастырей. Из детей, родившихся в Петербурге, две девочки умерли во время эпидемии 1788 года. В следующем году родился сын Федерико, а еще год спустя – Джулио, который, как и отец, стал архитектором и сыграл важную роль в популяризации его произведений.
В 1793 году в семье Кваренги произошла трагедия: во время родов скончалась его жена, оставив на руках беспомощного отца новорожденную девочку и еще четырех малолетних детей. К уходу за ними, по его словам, Кваренги «был совершенно не приспособлен». Соболезнования друзей, знакомых, сотоварищей по работе и даже самой императрицы мало облегчали участь овдовевшего Кваренги. Он решил вместе с детьми поехать в Бергамо, чтобы быть ближе к родным и семье Маццолени. Зимой 1793—1794 годов зодчий покинул Петербург.
Осенью 1796 года Кваренги вернулся. Он вступил во второй брак с Анной Катериной Конради. Анна Конради была лютеранкой, и потому к этому браку родственники в Италии отнеслись отрицательно. Кваренги с новой женой в Италию так и не поехал.
К тому времени известность Кваренги как выдающегося архитектора двора Екатерины II вышла за пределы России. Это выразилось в том, что 26 января 1796 года он был избран членом шведской Королевской академии искусств. Высокое избрание было осуществлено не без участия его шведских друзей – скульптура Т. Сергеля и архитекторов Ф.М. Пипера и Ф. Блома. Кваренги часто посылал им свои чертежи и рисунки, держа их тем самым в курсе своих работ.
Официальное признание зодчего санкт-петербургской Академией художеств, как ни странно, произошло значительно позднее. Только 1 сентября 1805 года на чрезвычайном собрании академии Кваренги был избран в «почетные вольные общники».
В первые годы нового века Кваренги проектировал и строил почти одновременно два значительных здания учебно-воспитательного назначения. Одно из них – Екатерининский институт – существует и ныне. Оно выстроено в 1804—1807 годах на набережной Фонтанки. Постройка другого началась в 1806 году, и через два года уже велись отделочные работы. Это – широко известное здание Смольного института.
Участок, где предполагалось разместить здание Екатерининского института, был занят обширным садом, принадлежащим так называемому Итальянскому дворцу. Имея в своем распоряжении большое пространство запущенного сада и ветхий дворец, Кваренги спроектировал обширный замкнутый ансамбль из четырех корпусов, охватывавших квадратный двор, в центре которого разместил круглую купольную церковь, связанную крытыми переходами с двумя боковыми корпусами.