Po powrocie do Francji otworzył własne biuro i został mianowany inspektorem francuskiego Zgromadzenia Narodowego.
Drugie Cesarstwo Po przeprowadzeniu zmian w zamku de Meudon (1848) i w Sèvres na potrzeby Królewskiej Manufaktury Porcelany (1852), został mianowany głównym architektem zamku de Fontainebleau, wówczas jednej z letnich rezydencji cesarza Napoleona III. Tam zaprojektował nowy Théâtre Impérial (1853-1855) inspirowany małym teatrem Marii Antoniny w Petit Trianon.
Został wybrany na członka Académie des beaux-arts w 1855 r., zajmując miejsce Martina Gauthiera, a w 1854 r. został mianowany „kawalerem” Legii Honorowej, a później w 1857 r. jej „dowódcą”.
Nowy Luwr W tym samym czasie, gdy pracował nad Fontainebleau, po nagłej śmierci architekta Louisa Viscontiego w 1853 roku, Lefuelowi powierzono projekt Nouveau Louvre (Nowego Luwru). Projekt zakładał budowę nowych skrzydeł, które miały połączyć tzw. Vieux Louvre (Stary Luwr, pierwotne zalążek Luwru) z Pałacem Tuileries (rezydencją cesarską). W nowych budynkach znalazły się nie tylko muzealne sale wystawowe, ale także nowe cesarskie stajnie i obszerna sala tronowa, w której odbywały się wspólne posiedzenia francuskiego parlamentu (la Salle des États ) w południowej części oraz różne biura ministerialne i Bibliothèque du Louvre w północnej części.