Winterhalter was bijzonder populair aan het Franse hof. Louis-Philippe verspreidde deze smaak via zijn familie. Zo kon Winterhalter al gauw aan de slag in het Belgische hof en het Engelse hof. Door de vele familiecontacten werd Winterhalter populair aan verschillende Europese koninklijke en keizerlijke hoven. Opmerkelijk is dat er in de collecties van Noord-Europa bijna geen portretten van Winterhalter te vinden zijn.
Franse hof
Julimonarchie
In Parijs werd Winterhalter snel populair. Hij werd aangewezen als de hofschilder van Louis-Philippe, de toenmalig Franse koning, die hem de opdracht gaf om portretten te schilderen van zijn grote familie. Winterhalter heeft meer dan dertig portretten voor de Franse koning vervaardigd. Door dit succes kreeg hij de reputatie van een specialist op het gebied van dynastieke en aristocratische schilderkunst.
Nadat Lodewijk Napoleon Bonaparte de Franse troon besteeg als keizer Napoleon III werd hij alleen nog maar populairder en groeide zijn aanzien. Vanaf dat moment, onder het Tweede Keizerrijk, werd Winterhalter hofschilder van de Franse keizerlijke familie. De Franse keizerin Eugénie werd Winterhalters favoriet, en hij werd rijkelijk beloond door haar. In 1856 schilderde Winterhalter zijn meesterwerk: Keizerin Eugénie samen met haar hofdames. Hij plaatste de Franse keizerin in een uiterst lieflijke positie waar ze bloemetjes verzamelen in een harmonieuze cirkel met haar hofdames. Het werk werd het meest beroemde werk van Winterhalter tot op de dag van vandaag. Het werk bleef in de keizerlijke collectie, prinses Clémentine van België beschrijft de inboedel van haar schoontante als een museum van Napoleonmemorabilia. Het werd later verkocht.
Tijdens het Tweede Mexicaanse Keizerrijk in de jaren 60, was Maximiliaan I keizer van Mexico. Ook de Mexicaanse keizer was gecharmeerd door Winterhalters werk, en liet zich en zijn vrouw Charlotte schilderen door Winterhalter. Sommige van Winterthalers doeken van de Mexicaanse monarchen hangen nog steeds in het paleis van Mexico-Stad.
Winterhalter was een graag geziene gast, bij de koninklijke staatshoofden van Europa, zo ook bij Koningin Victoria. Winterhalter bezocht haar in 1842 in Engeland, en keerde meerdere malen terug naar Engeland om Victoria, Prins Albert en hun groeiende familie te portretteren, uiteindelijk heeft hij meer dan 120 schilderijen gemaakt voor het Britse hof. Winterhalter schilderde ook een paar portretten van de Engelse adel, meestal waren die adellijke personen ook bekend aan het hof. Het aftreden van koning Lodewijk-Filips in 1848, deed Winterhalter geen schade. Hij reisde naar Zwitserland en werkte in opdracht van Belgen en Engelsen.
In 1852 vertrok Winterhalter naar Spanje om koningin Isabella II te schilderen, en hij werkte ook voor de Portugese Koninklijke familie. Russische aristocraten kwamen naar Parijs, om ook door de beroemde meester te worden geportretteerd. Als de “Schilder van Prinsen”, was Winterhalter daarna steeds te vinden in Engeland (vanaf 1841), Spanje, België, Rusland, Mexico, de Duitse hoven en in Frankrijk. In de daarop volgende jaren was Winterhalter zeer gewild, en in 1856 ging hij naar Polen om daar de te schilderen voor de adel, en in 1857 te Oberbayern schilderde hij tsarina Maria Alexandrovna. In de loop van de jaren schilderde hij vele Russische personen, tot aan 1860.
Hij was een groot talent in het schilderen van damesportretten; aan menig hof was hij een graag geziene gast.
Bekende andere gekroonde hoofden die door hem geportretteerd zijn: