As obras decorrem sob a direção de Jean Baptiste Robillion (1704-1782). Esta nova fase coincidiu com o anúncio do casamento de D. Pedro com a sobrinha, futura rainha D. Maria I que se realizou em 1760. Seria agora necessário dotar o palácio dos espaços e salas de aparato adequados a um Palácio Real.

Rodeado de um escol de artistas nacionais e estrangeiros, Robillion, marcará o estilo de Queluz, com a introdução do gosto francês na decoração:

- Sala do Trono, iniciada em 1769;

- Sala dos Embaixadores, 1758/1760- 1762;

- Pavilhão Robillion (Sala do Despacho, Sala das Açafatas, Sala das Merendas, Quarto D. Quixote, Sala do Toucador), novos aposentos privados para a Família <real, finalizados na década de 70 do século XVIII;

- Escadaria Robillion, 1758/1760;

- Renovação da Fachada de Cerimónias – 1764-1767;

- Casa da Ópera, 1778;

Desenhou os jardins de aparato com um traçado "à francesa", assim como lagos e fontes:

- Jardim Pênsil, 1760-1772;

- Jardim de Malta, 1758 e 1765;

- Jardim do Labirinto, 1764;

- Jardim Novo e Lago das Medalhas, 1764-1775;

- Praça de Touros, concluída em 1765;

- Jogo da Pela, 1758;

- Jardim Botânico, 1769-1776;

- Cascata, 1772-1778.