Im Jahr 1764 entwarf er die Pläne seines gelungensten Werkes, der Kirche Saint-Philippe-du-Roule (1774–1784).
Nachdem der Giebel der Kirche St-Sulpice de Paris von einem Blitzschlag getroffen worden war, erhielt er im Jahr 1777 den Auftrag, die Fassade zu restaurieren. Er ersetzte den beschädigten Giebel durch die noch vorhandene Balustrade, errichtete den nördlichen Fassadenturm (1777–1780) und schuf im Inneren der Kirche das monumentale Orgelgehäuse.
Jean-François Chalgrin starb kurz nach Baubeginn des Triumphbogens am 21. Januar 1811 in Paris.
Er hatte im Jahr 1776 Marguerite Émilie Vernet, Tochter des Malers Claude Joseph Vernet geheiratet, die ihm eine Tochter namens Louise-Josèphe Chalgrin (1777–1794) gebar.
Auszeichnungen
1758: Prix de Rome
1775: erster Architekt und Bauintendant des Grafen von Provence, Bruder Ludwigs XVI.