Росси виртуозно решал все архитектурные задачи – от планировки крупнейших ансамблей до разработки в мельчайших деталях убранства интерьеров. При проектировании Михайловского замка сам разрабатывал эскизы интерьерных росписей и рельефов, мебели и осветительных приборов, тем самым добиваясь характерной для ампира универсальной цельности стиля. В 1809 г. обновил Путевой дворец Екатерины II в Твери (архитектор М. Ф. Казаков). В 1815—26 гг. работал в Павловске над зданием библиотеки дворца, в 1818—22 гг. создал дворцово-парковый ансамбль на Елагином острове в Санкт-Петербурге.

      Славу Росси принесли его монументальные ансамбли в центре столицы, полностью преобразившие её облик. Грандиозный размах, ясность объёмно-пространственной композиции, разнообразие архитектурных решений сделали его ансамбли вершиной градостроительного искусства русского классицизма, выразили величие и могущество России, одержавшей победу над Наполеоном. В 1819 г. архитектор реконструировал Дворцовую площадь: два одинаковых дугообразных фасада здания Главного штаба и министерств он объединил триумфальной аркой над Морской улицей. При строительстве дворца для великого князя Михаила Павловича (1819—25; ныне – Государственный Русский музей) были проведены масштабные работы по реконструкции застроек между Невским проспектом и Марсовым полем. Росси раскрыл пространство перед главным фасадом дворца к Невскому проспекту – главной магистрали города, спроектировав площадь (ныне – площадь Искусств), перепланировал окружение Марсова поля, куда был обращён другой фасад дворца. При перестройке Аничковой усадьбы (1816—18) архитектор полностью преобразил территорию от Невского проспекта до Чернышева моста через Фонтанку. В 1828—34 гг. был построен