После переворота 1740 года, который осуществил Миних в пользу Анны Леопольдовны, матери Иоанна VI, Растрелли было приказано прекратить все работы в Курляндии и срочно явиться в Петербург. Миних, который теперь стал первым министром, принял архитектора ласково и поручил ему построить для новой правительницы Анны Леопольдовны российский Версаль в Летнем саду. Растрелли понял, что талантливый архитектор так же нужен двору, как опытный хороший ювелир или певец.
В конце февраля 1741 года Растрелли подготовил проект нового Летнего дворца, а в июне того же года в торжественной обстановке состоялась его закладка.
В ноябре 1741 года произошел очередной дворцовый переворот, который привел на царский трон дочь Петра I Елизавету Петровну. Новое царствование для Растрелли поначалу не предвещало ничего хорошего. В первые два месяца о нем никто не вспоминал. Затем от него потребовали объяснений, почему он числится обер-архитектором. В добавление ко всем неприятностям последовал устный указ: никаких заказов итальянцу не давать. Всеми архитектурными делами теперь стал заправлять Земцов, хорошо знавший Растрелли и пытавшийся всячески привлечь его к работе.
В такой неопределенности прошло два года. Поскольку Елизавета Петровна жаждала иметь собственные роскошные дворцы, она вынуждена была обратиться к Растрелли. Весной 1744 года она поручает ему довести до конца сооружение и внутреннюю отделку Летнего дворца, а через несколько месяцев — продолжить строительство Аничкова дворца, начатого еще Земцовым. Кроме того, императрица прибавляет к его жалованью еще триста рублей, и теперь оно составляет полторы тысячи рублей.
Так Елизавета Петровна оценила заслуги зодчего за создание Летнего дворца — первого собственного дома императрицы, выстроенного специально для нее. К сожалению, этот Летний дворец простоял лишь до 1797 года, когда Павел I повелел на месте Летнего дворца возвести для себя Михайловский замок.
Растрелли был очень требователен к себе в работе и того же требовал от своих помощников. Особой жалости к людям у Растрелли, видимо, не было. Условия жизни и семейные обстоятельства подручных мало волновали обер-архитектора. Единственный критерий — быстрота, четкость и качество исполнения порученного дела. С честолюбивым, эгоистичным и вспыльчивым обер-архитектором, вероятно, было не так легко и просто работать. Можно было ожидать скандалов, взаимных обид, но привлекала и подкупала бесконечная игра фантазии, талантливость, жизнелюбие итальянца. До сего дня в архивах не обнаружено ни одной жалобы архитекторов на Растрелли, ни одного расследования склоки или ссоры. Значит, работали согласно, увлеченно, помогая и даже творчески обогащая друг друга.
А с чиновниками, с придворными служителями — ругался. Исступленно, зло, обидно. Не мог терпеть канцелярских бездельников. Будучи чрезвычайно активным, он мог сразу вести параллельно несколько дел.
Вот, например, перечень работ Растрелли за 1748 год — проект и чертежи убранства помещений Петергофского дворца, разработка проекта Смольного монастыря, строительство дворца в подмосковном селе Перово, проект сооружения Андреевского собора в Киеве, завершение строительства Аничкова дворца, проект убранства его покоев, мебели, проект иконостаса Преображенского собора в Петербурге, украшения для банкетных столов праздничных императорских обедов, строительство большого дворца для гофмаршала Шепелева.
Иногда такая загруженность работой приводила Растрелли к некоторым просчетам. В частности, известны неудачные решения Растрелли при строительстве киевского храма в честь Андрея Первозванного (1744–1752). Исследователи считают, что Андреевская церковь Растрелли — это поиск решения, идея будущего собора, воплощенная затем в Смольном монастыре.
В 1749 году Елизавета Петровна издает указ о строительстве Смольного монастыря в Петербурге и поручает его Растрелли.