在杨素主持下，仁寿宫建造得非常华丽，成为隋文帝经常临幸的别宫。
杨素以宇文恺有巧思，“奏前莱州刺史宇文恺检校将作大匠”
，负责仁寿宫工程的筹划和设计，“于是夷山堙谷以立宫殿，崇台累榭，宛转相属”
，整个宫殿区“制度壮丽”
，是一组极其雄伟的宫殿建筑群。
仁寿宫建成，宇文恺被任命为仁寿宫监，授仪同三司，接着又被任命为将作少监。
隋文帝皇后独孤氏卒，杨素和宇文恺受命营造皇陵太陵，独孤皇后葬后，宇文恺复爵安平郡公，邑千户。
杨广继位，鉴于大兴城位置偏西，又水陆交通不便，也为了更进一步加强对河北、山东以及江淮地区的控制，决定在洛阳故都附近建造新城，作为东京。
隋炀帝在巡幸洛阳时下诏说，洛阳的地理位置“控以三河，固以四塞，水陆通，贡赋等”
，“今可于伊、洛营建东京，便即设官分职，以为民极也”
。
隋炀帝“诏尚书令杨素、纳言杨达、将作大匠宇文恺营建东京，徙豫州郭下居人以实之”
，又据《资治通鉴》卷一八零记载，“每月，役丁二百万人。
徙洛州郭内居民，及诸州富商大贾数万户以实之”
。
其营建过程前后仅历十个月，是又一座在短时间内经周密规划、设计、建造而成的大型城市。
在营建东京时，宇文恺“揣帝心在宏侈，于是东京制度穷极壮丽”
，故此宇文恺博得隋炀帝的欢心，被进位开府仪同三司。
其间，宇文恺还受命在河南郡寿安县营造显仁宫，“南接皁涧，北跨洛滨”
，为此，曾“发大江之南、五岭以北奇材异石，输之洛阳，又求海内嘉木异草，珍禽奇兽，以实园苑”
。
杨广即位后，要营建洛阳，又以恺为营东都副监，后迁将作大匠。
宇文恺把东都建筑得极其壮丽，因此被升为工部尚书。
他曾经建造大帐，帐下可以容纳数千人，又造观风行殿，殿上可以容纳侍卫数百人，行殿下装轮轴，可以迅速拆卸和拼合。
他曾建议按古制建筑明堂，“下为方堂，堂有五室，上为圆观，观有四门”
，并曾用木料制作了模型。
虽然没有兴建，却表现了他的巧思和学识的渊博。
宇文恺，在建筑学方面的着述有《东都图记》20卷，《明堂图议》2卷，《释疑》1卷，均见行于世，但除《明堂图议》的部分内容保存在《隋书·宇文恺传》、《北史·宇文贵传》和《资治通鉴》等史籍中外，其他的后来都亡佚了，这实是建筑学史上的一大损失。
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