В 1776 году перед Львовым открывается возможность увидеть всю Европу. Его берет с собой в служебную поездку ставший директором Горного училища и Горного департамента М.Ф. Соймонов. Дрезден, Лейпциг, Кёльн, Амстердам, Антверпен, Брюссель, Париж… Говоря впоследствии об особенностях Львова-архитектора, тот же восторженно привязанный к нему М.Н. Муравьев заметит: «Много способствовали к образованию вкуса его и распространению знаний путешествия, совершенные им в лучшие годы жизни, когда чувствительность его могла быть управляема свойственным ему духу наблюдения. В Дрезденской галерее, в колоннаде Лувра, в затворах Эскуриала и, наконец, в Риме, отечестве искусств и древностей, почерпал он сии величественные формы, сие понятие простоты, сию неподражаемую соразмерность, которые дышат в превосходных трудах Палладиев и Мишель Анжев (Микеланджело)».
В августе 1777 года Львов возвращается в Петербург. Он живет сначала в доме Соймонова-младшего, усиленно занимаясь архитектурой, потом у тогдашнего своего начальника П.В. Бакунина, где и происходит их знакомство с Машенькой Дьяковой. Наконец, пребывание у А.А. Безбородко несомненно помогает высокому сановнику оценить дарование своего подопечного. А.А. Безбородко предлагает Львову принять участие в конкурсе на проект собора в Могилеве, который предполагалось построить в ознаменование встречи здесь Екатерины с австрийским императором Иосифом II, которая скрепила их союз против Турции. Это было сразу после тайного венчания, и не забота ли о будущем придала Львову сил выиграть конкурс у профессиональных архитекторов. Императрица одобрила строгий и скромный, в духе, как тогда говорилось, храмов Древнего Рима, собор, который стал первым словом нового направления в русской архитектуре — классицизма. Почти одновременно Львову было поручено оформление самых важных для общего облика столицы на Неве Невских ворот Петропавловской крепости. Начинающий архитектор получил полное признание.
Сегодня трудно себе представить, чем были эти крепостные ворота для России. В XVIII веке с ними связывались самые торжественные церемонии. Не говоря о том, что находятся они напротив Дворцовой набережной, почти в центре крепостной стены, и именно из них выносили и опускали на воду ботик Петра I, хранящийся в крепости. Впервые «дедушку русского флота» вынесли из Невских ворот 30 августа 1724 года по случаю заключения мира со Швецией. В дальнейшем это стало традицией. Под гром пушечных залпов и медь военного оркестра ботик помещали на большое судно и отвозили к Александро-Невской лавре, где служили торжественный молебен. С такими же почестями «дедушку русского флота» возвращали и обратно. Архитектор получал возможность прикоснуться к святая святых русской истории, и то монументальное строгое решение, которое он нашел, как нельзя больше соответствовало представлению о державной мощи России.
«Резон» Машеньки полностью оправдался. Связанный семейной жизнью и неизбежно возникающими в результате материальными заботами, ее «Львовинька» не смог бы дни и ночи проводить в работе, забывая и о себе и о постоянно задерживающихся выплатах и заработках. Зато ограничив себя личными радостями, он получает возможность сделать еще один шаг в карьере архитектора — ему поручается строительство в самом центре Петербурга. Биограф Львова права: «Казалось, что время за ним не поспевало!» Сам Львов признается: в мыслях он строил свое с Машенькой гнездо.
Идея строительства центрального российского почтамта принадлежала А.А. Безбородко, который в марте 1782 года назначается генерал-почт-директором, возглавившим выделенное из Коллегии иностранных дел «Главное почтовых дел правление». К лету того же года заказанный Львову проект был завершен. Дело оставалось за строителями.
Во вновь отстроенном архитектурном ансамбле Львов получает превосходную казенную квартиру — первую в его жизни! — где начинает собираться многолюдный кружок друзей. Здесь всегда можно застать Василия Капниста, композиторов Е.И. Фомина и Н.П. Яхонтова, Г.Р. Державина, будущего президента Академии художеств А.Н. Оленина и непременно Левицкого. Художник скажет, что это второе его петербургское пристанище. А когда с помощью Львова с Украины приезжает в столицу В.Л. Боровиковский, участвовавший в росписи Могилевского собора, он вообще на несколько лет поселяется в почтамтской квартире почти как член семьи. Всем здесь находятся стол и дом.