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. Наиболее значительной частью ансамбля Смольного монастыря является собор. Растрелли осуществил план собора в виде квадрата с выступами на двух противоположных сторонах - восточной (алтарь) и западной (главный вход). Внутреннее пространство собора расчленено очень четко, оно легко обозримо, в нем нет никаких неожиданных иллюзорно-пространственных эффектов, к которым так любили прибегать архитекторы итальянских храмовых зданий эпохи барокко. Можно утверждать в этом смысле, что план Смольного собора несет на себе печать реалистического мышления его автора, тяготевшего к ясным и четким построениям, всегда чуждавшегося приемов иллюзии, пространственного "обмана" зрителя. Однако движение, наполняющее композицию Растрелли, существенно отличается от пресловутой "динамичности" храмовых зданий итальянского барокко.
Растрелли не пришлось закончить здание собора: в 1757 году строительство (начатое в 1748 году) приостановилось в связи с Семилетней войной. Несмотря на незавершенность строительства, Смольный монастырь не только по замыслу, но и по исполнению остается одним из самых значительных и цельных произведений Растрелли, одним из замечательных архитектурных ансамблей XVIII века.
Еще одно значительное произведение Растрелли в области культового зодчества - ротонда собора Воскресенского монастыря близ Москвы ("Новый Иерусалим"). Сохранив общую композиционную схему старого собора в виде ротонды из трех аркад, поставленных одна на другую, и высокого шатра в форме усеченного конуса, Растрелли придал этому постро-ению необычайное архитектурное своеобразие. Однако самой примечательной особенностью архитектуры собора является единственная в своем роде композиция шатрового перекрытия. Громадный конус прорезан по всей окружности тремя ярусами часто поставленных проемов, вынесенных наружу в виде своеобразных "мансардных" окон, так что вся наружная поверхность высокого шатра целиком усеяна мансардными выступами.
Работая над сооружением Смольного монастыря в декабре 1745 года, Растрелли получает новое распоряжение императрицы Елизаветы Петровны - начать строительство Верхних палат в Петергофе.
После поездки в Петергоф и тщательного изучения состояния дворца Растрелли представил царице свой проект, который в марте 1746 года был утвержден. Но сам архитектор был недоволен этим проектом и через некоторое время он предлагает императрице построить новые каменные флигели с галереями и куполами. После разборки деревянных корпусов дворца стало ясно, что необходима полная перестройка обветшалого дворца Тогда-то и рождается у Растрелли замысел - разобрать флигели и галереи дворца, сооруженного еще Н. Микетти, сохранить сложившийся петергофский ансамбль, сделать петровский дворец центром нового здания, устроить новые галереи с двумя флигелями и возвести два новых корпуса. Окончательный проект Растрелли был утвержден 7 апреля 1747 года. Все основные работы по перестройке Большого Петергофского дворца архитектор завершил через три года. Растрелли выполнил также проекты декоративного убранства интерьеров. На это ушло еще пять лет трудов.
