С середины 1770-х годов Казаков начинает самостоятельную архитектурную деятельность, в процессе которой он впоследствии создаст целый ряд значительных в архитектурно-художественном отношении общественных и культурных сооружений, городских особняков и усадеб.
Знаменательно, что начало самостоятельной работы зодчего совпало со временем становления классицизма в русской архитектуре, с его обращением к новым градостроительным задачам, к проблемам архитектурного ансамбля, к разработке различных типов общественных сооружений, среди которых одним из первых было здание Сената в Московском Кремле (1776–1788) [В Государственном научно-исследовательском музее архитектуры имени А. В. Щусева находится акварель мастерской Ф. Я. Алексеева, созданная в начале 1800-х годов, — "Вид Сенатской площади со зданиями Сената и Арсенала"]. За год до начала строительства "Дома присутственных мест", как именовался Сенат в проекте, был утвержден генеральный план строительства Москвы, в котором получила осмысление и развитие исторически сложившаяся кольцевая планировочная структура города. Глубокое понимание градообразующих идей, заложенных в плане, позволило Казакову подойти к зданию Сената как связующему звену между древними сооружениями Кремля и новыми постройками за его стенами.
Это наиболее наглядно выразилось в ориентации завершения композиционного центра Сената — ротонды с куполом — на Красную площадь: он помещен по оси Сенатской башни, расположенной в середине выходящей на Красную площадь кремлевской стены.
Прекрасно понимая общественную роль возводимой им постройки, Казаков как истинный архитектор-классицист придал ей монументальный характер. Образуя в плане равнобедренный треугольник с тремя многогранными дворами внутри, протяженные корпуса здания имеют четко выраженные объемы. Гладь стен подчеркнута простым ритмом мощных лопаток, между которыми помещены высокие удлиненные окна. Ощущение торжественности создает и использование ордера как в колоннах портика главного фасада, так и в пилястрах боковых ризалитов. Казаков применяет ордерные элементы и в обработке срезов углов, благодаря чему убирается излишняя жесткость в местах соединения корпусов. Торжественно и строго решены Казаковым и интерьеры здания, из которых наиболее интересным является центральный круглый зал, украшенный коринфскими колоннами и барельефами на темы правосудия и просвещения.
В 1780-х годах Казаков построил второе свое крупное сооружение общественного характера — Московский университет. Несмотря на то что фасад горевшего в 1812 г. здания был значительно видоизменен архитектором Д. Жилярди во время восстановительных работ 1817–1819 гг., оно сохранило до наших дней свои первоначальные объемы и элементы декора. Об облике университета в первые годы его существования можно судить по прекрасной акварели неизвестного мастера, выполненной, вероятно, в конце XVIII века (Государственный Эрмитаж). По-новому использовав традиционную схему — большое здание с открытой к улице небольшой площадкой, архитектор возвел монументальное сооружение, П-образное в плане, неглубокий двор которого, образованный скругленными снаружи боковыми крыльями, был отделен от улицы ажурной оградой. Восьмиколонный портик ионического ордера с аттиком; купол в центре, венчающий большой круглый зал; рустовка нижней части здания, лопатки верхних этажей — все эти элементы говорят о развитии в творчестве Казакова классицистических принципов. Значительна градостроительная роль университета — одного из опорных сооружений в системе полукольца центральных площадей города по плану 1775 г. Участвуя, с одной стороны, в формировании облика площади перед Кремлем, он, с другой стороны, вместе с домом А. Пашкова (стоял на месте здания так называемого нового университета, построенного Тюрипым) оформлял парадный выход на площадь одной из главных улиц — Большой Никитской (современная улица Герцена), подчеркивая тем самым центральную ось площади.