Едва оправившись от тяжелого удара, Баженов приступил к оформлению празднеств по поводу заключения Кючук-Кайнарджийского мира с Турцией. Размах торжеств, проходивших на Ходынском поле в 1774 году, представлен в серии рисунков М. Ф. Казакова. Удовлетворенная работой зодчего, в 1775 году Екатерина поручила ему очередной грандиозный проект: устройство новой резиденции в подмосковном Царицыне.
Основательно знакомый с теорией зодчества, Баженов являлся лучшим практиком своего времени. Страстный поклонник готики, он отличался мастерством планирования и склонностью к изящным формам. Последнее было впервые продемонстрировано в декорациях, выполненных для торжества «инавгурации» здания Академии художеств 29 июня 1765 года.
Строительство дворцово-паркового ансамбля затянулось на 10 лет. В архитектуре зданий Баженов искусно соединил мотивы древнерусского зодчества с готической романтикой. Живописный ансамбль составили холмы, пруды и постройки, свободно раскинувшиеся на разных уровнях. Особую прелесть композиции придавали павильоны из красного кирпича, эффектно дополненные ярко-белыми деталями в псевдоготической манере. Сложные по форме помещения дворца создавали неожиданные контрасты при переходе из одной комнаты в другую.
Специалисты оценивали работу Баженова как шедевр новейшего русского зодчества, но императрице ансамбль не понравился. Тотчас после осмотра Екатерина приказала снести дворцы и почти все парковые постройки. Вскоре был наказан сам архитектор, опасно приблизившийся к наследнику престола и московским масонам. Баженов не покинул ложу даже после того, как был отстранен от строительства и уволен с государственной службы. Прославленный зодчий остался без средств и в 1780–1790-х годах вынужденно исполнял частные заказы.
Волей судьбы «незначительные» работы позволили в определенной мере реализовать ранние градостроительные идеи. Так, при проектировании знаменитого дома Пашкова архитектору удалось провести аналогию с неосуществленным проектом перестройки Московского Кремля. Автор отказался от традиционной схемы застройки усадьбы, проявив дарование в использовании рельефа местности.
Главное здание стояло на самом краю холма, который «случайно» оказался напротив Кремля. Увенчанный бельведером и дополненный флигелями дворец удивлял правильностью линий, благородством силуэта, чистотой пропорций. Расположив флигели на одной линии с основным корпусом, зодчий придал усадьбе вид городского дома. Та же тенденция прослеживалась при устройстве центрального входа. Парадные ворота вели в небольшой двор, исполненный по типу курдонера. Отказавшись от усадебного партера, зодчий запланировал сад, разметив его подобно тому, как издавна располагались сады городских дворцов.
Архитектурное творение Баженова признано образцом русского архитектурного классицизма.