Sous le Consulat, ils mirent au point le dessin des façades de la rue de Rivoli.
Ils travaillèrent entre 1802 et 1812 sur le palais du Louvre (résidence royale parisienne délaissée par les rois au profit de Versailles) pour permettre à l'empereur d'être au cœur de Paris, Versailles était devenu de toute façon inhabitable à la suite de la Révolution. Ils intervinrent sur le palais des Tuileries, en face du Louvre (démoli pendant la Commune de Paris). On leur doit en particulier la conversion de la salle de la Convention en salle de spectacle, ou l'aile septentrionale de la cour des Tuileries. Ils furent également à l'origine du curetage de la cour du Louvre (qui contenait plusieurs rues). On leur doit un projet de réunion du Louvre et des Tuileries.
En aboutissements de la perspective des Champs-Élysées, Percier et Fontaine dessinèrent l'arc du Carrousel (1807-1809), en commémoration de la bataille d'Austerlitz.
Ils remanièrent le Château de Malmaison pour Joséphine. Ils firent des transformations et des décorations dans les châteaux de Compiègne, Saint-Cloud et Fontainebleau.
Percier et Fontaine dessinaient chaque détail de leurs intérieurs : de la table de nuit aux chandeliers en passant par les papiers-peints et les tentures. On a même fait appel à Percier pour dessiner des porcelaines pour la manufacture de Sèvres, en particulier un grand vase dans le goût grec, le vase de Londonderry (Art Institute of Chicago), à peine achevé en 1814, et que Louis XVIII offrit au marquis de Londonderry pendant le congrès de Vienne.
Fin 1804, Charles Percier arrête sa carrière officielle pour se consacrer à l'enseignement. Voici quelques-uns de ses élèves :