В 1716 году, после смерти короля Франции Людовика XIV, семья Растрелли переехала в Санкт-Петербург. Глава семьи поступил на службу ко двору Петра I и в строящемся городе на Неве отливал пушки и скульптуры для интерьеров. Франческо помогал отцу проектировать дворцы и продолжал учиться — ездил в Италию, Германию, Францию.

Самостоятельность архитектурного видения была проявлена Франческо Растрелли при возведении в 1730-е гг. Рундальского и Митавского дворцов для Бирона. Здесь зодчий отказывается от одних приемов и элементов (например, рустовки и пилястр), отдавая предпочтение другим – колоннам, рельефу, богатому декору, общей пластичности постройки. Сочетание русской архитектурной традиции с европейским барокко было характерно для стиля Растрелли.
Довольный результатами Бирон посодействовал повышению молодого мастера – тот был сделан главным архитектором при государыне Анне Иоанновне, сохранив эту должность и при Елизавете Петровне.

Франческо Бартоломео Растрелли был придворным архитектором Петра I и всех монархов эпохи дворцовых переворотов. Он спроектировал и построил Большой дворец в Петергофе, Зимний и Воронцовский дворцы, Смольный монастырь в Санкт-Петербурге, Екатерининский дворец в Царском Селе. А на закате карьеры Растрелли стал генерал-майором, кавалером ордена Святой Анны и академиком архитектуры.