Chez lui s'ordonnent toutes les qualités d'un classicisme affranchi de la tutelle des modèles antiques et italiens. Il travaille à Paris pour les congrégations (église devenue le temple Ste-Marie, 1632) et les particuliers (nombreuses demeures, dont peu subsistent, tel l'hôtel Guénégaud-des-Brosses), élève l'aile Gaston-d'Orléans de Blois (1635), le château de Maisons (1642). Il entreprend en 1645 la chapelle du Val-de-Grâce à Paris, mais, trop lent par perfectionnisme, est remplacé par Jacques Lemercier, qui suivra ses plans.
— Son petit-neveu Jules Hardouin, dit Hardouin-Mansart (Paris 1646 - Marly 1708), premier architecte de Louis XIV, a agrandi le château de Versailles à partir de 1678 (galerie des Glaces, chapelle, etc.).
On lui doit encore la chapelle des Invalides, avec son dôme à deux coupoles emboîtées (d'après une idée de F. Mansart ; 1676-1706), les places Vendôme et des Victoires à Paris, le Grand Trianon, divers châteaux, des travaux pour Arles et pour Dijon. D'une grande diversité, incluant des dessins de fortifications aussi bien qu'un modèle nouveau de maison urbaine, son œuvre connaîtra pendant plus d'un siècle un rayonnement dépassant les frontières de la France.
