В июне 1776 г. состоялась закладка здания, в 1779 г. оно было возведено под крышу, к 1783 г. закончились отделочные работы в интерьерах. Главным помощником М.Ф. Казакова был скульптор-лепщик Иоганн Юст, отвечавший за декорацию здания. В Петровском замке М.Ф. Казаков впервые воплотил свою главную архитектурную идею центричности. Доминантой ансамбля является абсолютно центрический главный корпус, увенчанный пологим куполом на низком световом барабане. Внутри расположен круглый зал с богатой лепной отделкой, прототипом для которого были, вероятно, увражи Ж.-Ф. Неффоржа. В 1775–1776 гг. М.Ф. Казаков строил в Чудовом монастыре Кремля новый дворец для назначенного на Московскую кафедру митрополита Платона (Левшина). Дворец, позднее перестроенный и переименованный в Николаевский, был разрушен вместе с монастырём в 1930 гг. Двухэтажное здание на угловом участке замыкало территорию монастыря южнее монастырской трапезной и имело Г-образный план. М.Ф. Казаков виртуозно обыграл неудобное местоположение постройки, сделав угол скруглённым и увенчал его небольшой ротондой. Угловое скругление он акцентировал четырёхколонным римско-дорическим портиком. Протяжённые фасады были решены нейтрально: вертикальный ритм подчёркивался неглубокими плоскими нишами, объединявшими окна первого и второго этажей. Края фасадов дополнительно отмечены четырьмя пилястрами. Венчал фасады дорический антаблемент, над колоннами и пилястрами имевший триглифно-метопный фриз. Декор дополняли изящные гирлянды и фигурные накладные доски под окнами. После завершения строительства в архиерейский дворец был перенесён интерьер церкви Пречистенского дворца, к тому времени разобранного и перевезённого на Воробьёвы горы. Необычная композиция архиерейского дворца много раз повторялась в московской архитектуре городских домов-усадеб со скруглёнными углами. В апреле 1776 г. М.Ф. Казаков получил заказ на постройку в Кремле здания Присутственных мест. В процессе работы задача изменилась, и в новом административном здании было решено разместить департаменты Сената, переведённые в Москву из Санкт-Петербурга. Здание Сената в некотором роде было скромной заменой неудавшегося грандиозного баженовского Кремлёвского дворца, и М.Ф. Казаков в работе отталкивался от проекта В.И. Баженова. Грандиозное строительство велось до 1787 г., внутренняя отделка продолжалась до 1790 г. Главными сотрудниками М.Ф. Казакова были архитектор К.И. Бланк (его проект был отклонён) и скульптор И.Х. Юст, во внутренней отделке дворца также участвовал скульптор Гавриил Тихонвич Замараев. У М.Ф. Казакова сложилась команда помощников, в которую вошёл Иван Андреевич Селехов (впоследствии московский губернский архитектор). В основе плана здания Сената – равнобедренный треугольник; углы треугольника срезаны; вершина отмечена двумя ротондами: малой внешней и большой внутренней.