Первой большой работой архитектора, выполненной еще в традициях , стал приходской храм Сан Маркое в Мадриде (1749-1753). Снаружи, благодаря изгибу фасада, церковь напоминает Сант Андреа аль Квиринале. Так мастер виртуозно преодолевает трудности, связанные с неудобным расположением здания. Решение внутреннего пространства с его пятью перекрывающими друг друга эллипсами в плане бесспорно восходит к работе Гваринги — церкви Дивина Провиденсиа в Лиссабоне. Используя подобные приемы, Родригес проявил себя одним из немногих испанских зодчих, способных отказаться от жесткой прямоугольной структуры здания. В 1750 году принялся за чрезвычайно сложное дело — перестройку паломнической церкви Эль Пилар в Сарагосе. Священный столб, на котором, по преданию, Мадонна явилась апостолу Иакову, невозможно было передвигать; кроме того, Родригес должен был найти такое пространственное решение, которое соответствовало бы желаниям всех паломников. Архитектор изменил внутреннее пространство, окружающее место поклонения, расположенное к западу от центрального нефа и спроектировал перекрытые куполами эллиптические объемы, где на каждой из четырех осей находилась апсида, раскрывающаяся на три стороны колоннами коринфского ордера. Западная стена стала алтарной преградой. Изображение апостола Иакова располагалось не в центре, а сбоку от одной из главных осей, в экседре справа. В отличие от этого, еще барочного по своей природе решения, его проект для монастыря миссии Августинцев на Филиппинских островах в Вальядолиде (1760) основывался на ясной и функциональной идее. Он был структурирован по классицистическим канонам и в полном соответствии с традицией лишенной орнаментальной обработки архитектуры Эрреры. В решении церкви Сан Франциско Эль Гранде в Мадриде (справа) очевидно воздействие архитектуры собора св. Петра, хотя и переданное в академически сдержанных формах. Фасад собора в Памплоне производит гораздо более сильный эффект — он построен в 1783 году в стиле, предвосхищающем романтические течения XIX столетия с их стремлением к монументальности и пафосности.

Ключевой фигурой в распространении неоклассического направления в испанской архитектуре стал Хуан Виллануэва. Будучи придворным архитектором при Карле III и Карле IV, он занимался перестройкой королевских дворцов — Эскориала, Прадо, Буэн Рети- ро, а также пополнением Музея Прадо и Обсерватории.

В качестве главного архитектора Мадрида он надзирал за постройкой многочисленных общественных сооружений испанской столицы. Несколько лет, проведенных архитектором в Риме, и его влияние на процесс обучения в Академии Сан Фернандо сделали его посредником, принесшим в Испанию художественные теории эпохи Просвещения. Первым большим заказом Виллануэвы стала постройка двух загородных домов, окруженных садами. Они решены в классицистическом стиле и предназначались для Дона Карлоса, наследника престола, и его брата Дона Габриеля. Начало двадцатипятилетней деятельности мастера в Мадриде было положено в 1786 году назначением его на должность главного архитектора столицы. Получив дворцовый заказ, вначале он воздвиг колоннаду Ка- заз де Айунтамьенто и перестроил площадь Майор, уничтоженную огнем. Сооружение Музея Прадо и Обсерватории должно было стать значительным событием для истории искусства: оба эти заведения существовали на средства короны и должны были способствовать распространению просветительских ценностей. Они и стали главными памятниками неоклассицизма в Испании.

Изначально в Прадо не предусматривалось создание картинной галереи. Само здание было воздвигнуто несколько позже и полностью завершено лишь к 1819 году. Во время наполеоновского нашествия ему был нанесен значительный ущерб, и хотя оно сохранило свои основные очертания, все же потребовались некоторые переделки. Галереи были перестроены в ионические колоннады, скрывающие верхний ярус, в то время как нижний обогатился аркадами и прямоугольными нишами. Угловые павильоны были расширены и дополнены ротондами. Рельефно выступающий дорический портик открывает вход в полукруглое пространство вестибюля. Здание Прадо близко своему архитектурному прототипу — музею Пио Кле- ментино в Ватикане. Многочисленные проекты Академии наук и Музея Прадо, открытого для публики, стали образцами для зодчества последующего периода.

Последней большой работой Виллануэвы стала расположенная неподалеку от Прадо Обсерватория. Ее возведение началось в 1790 году и было практически завершено в 1808. В основе здания лежит крестообразный план. Несмотря на многочисленные переделки, оно служит свидетельством того, как неоклассицизм входил в испанскую архитектуру. Главными особенностями проекта стали функциональность и геометрическая неподвижность, составлявшие контраст с коринфским портиком, ведущим в центральный вестибюль, в котором доминировала ротонда. Архитектурное решение отличается разнообразием, а использование декоративных мотивов предвосхищает романтическую выразительность XIX века. Тем не менее здание в высшей степени отвечает своему назначению. В его толосе размещены астрономическая обсерватория и ее оборудование.

Влияние Виллануэвы и многие созданные им выдающиеся постройки и проекты демонстрируют окончательный разрыв испанской архитектуры с барочными принципами. Необходимость рационального подхода и сознательное восприятие классицистической традиции привели к прорыву в неоклассицизм, соединенному с переоценкой испанского наследия. Виллануэва стал также провозвестником Просвещения, и творцом новых зарождающихся стилей.