Возглавляя стройку с 1838 г. в качестве главного архитектора, Тон сумел довольно в короткие сроки (до 1851 г.) осуществить все необходимые работы. Короткие – по сравнению с тем, сколько возводился храм Христа Спасителя. А ведь только в одном Большом Кремлевском дворце Тон спроектировал более семисот помещений, среди которых и колоссальные, богато украшенные парадные залы, и не менее великолепные по отделке императорские апартаменты.

По проекту Тона сооружена колокольня Симонова монастыря (заложена в 1835 г.; к излучине Москвы-реки вынесена по проекту Н.Е. Тюрина). Тон построил здание Малого театра (1840) и Инвалидный дом в Измайлове. В московских постройках наиболее активно проявились стилевые и конструктивные поиски Тона, определившие масштаб его творчества как одного из крупнейших архитекторов середины XIX в.

И хотя в 1850-х гг. архитектор разработал еще несколько интересных проектов (среди них проекты металлического шпиля собора Петропавловской крепости в Петербурге и восстановления после пожара московского Большого театра), реализации на практике они не получили. А с 1860-х гг. К.А. Тон фактически прекратил проектную работу. В эти годы он продолжал наблюдение (в значительной степени лишь формальное) за работами в храме Христа Спасителя и по-прежнему преподавал архитектурную композицию в Академии художеств. Освящен храм был в 1883 г. Сам же Константин Андреевич успел дожить лишь до окончания строительства храма, но не увидел его освящения – в то время архитектор был уже очень болен… В 1881 г. Тон скончался.

Современники по-разному оценивали значение творческой деятельности К.А. Тона. Одни (большинство) видели в архитекторе реформатора и новатора, использовавшего необычные конструктивные решения, настойчиво искавшего новые пути дальнейшего развития строительного искусства, что способствовало «низложению» устаревающего классицизма и в то же время возрождению вечно живоносных античных традиций.

И Тон нашел этот путь. Будучи, судя по его работам и эскизам, настоящим аккуратным немцем, Тон сумел создать целое архитектурное направление, вошедшее в историю под названием русско-византийский стиль. Это происходило в то время, когда в русской архитектуре совершался отход от вчерашнего господства классицизма и утверждалось понятие «эклектика». Это греческое слово в переводе на русский язык означает «выбирающий». В академических стенах его стали понимать как «сознательный выбор» архитектурных форм, созвучных идеям зодчего. Константин Андреевич Тон работал методом сознательного выбора, отдавая предпочтение русско-византийскому стилю, в котором воплощалась идея имперской преемственности от второго Рима (византийского) к Третьему Риму (российскому).

XIX в. вообще был временем возрождения древних архитектурных стилей как на Западе, так и на Востоке. На основании изучения архитектуры древнерусских храмов Тон создал свою особую архитектуру, идея которой настолько понравилась императору Николаю Павловичу, что он распространил ее на всю остальную Российскую империю.

Другая же часть общества, представлявшая его демократическое крыло, усматривала в произведениях К.А. Тона лишь «материальное воплощение реакционной политики режима Николая I» и отказывалась признать за ними сколько-нибудь существенные художественные достоинства. В укор Тону ставилось то, что на самые высокие ступени архитектурной иерархической лестницы (а тех, кто взбирается на эту лестницу, в России традиционно не любят) ему помогло подняться то, что его стиль в полной мере отражал идеологическое содержание правительственной программы «Православие, самодержавие, народность». Это была широко известная в ту пору формула министра просвещения С.С. Уварова, согласно которой велась борьба со всяким инакомыслием, особенно навеянным с Запада. Негативное отношение к творческому наследию зодчего стало позднее характерным и для советского периода; это послужило одной из причин того, что многие культовые здания, построенные по проектам К.А. Тона, были безжалостно снесены.