К 1846 году зодчий получил звание академика архитектуры. В 1851 году он занял должность старшего архитектора при дворе великой княгини Елены Павловны. В этом качестве Бонштедт проводил восстановительные работы во дворце княгини на Каменном острове, в её резиденции в Ораниенбауме.
1850-е года для Людвига Бонштедта стали наиболее продуктивными. Проектную деятельность он совмещал со службой в Департамента водных и сухопутных сообщений, с работой архитектором страхового общества «Саламандра».
В 1851–1852 годах Бонштедтом был построен дом графини А.Р. Ламздорф (Моховая ул., 20).
Одним из самых значимых работ Людвига Бонштедта в Санкт-Петербурге стал дворец княгини З.И. Юсуповой (Литейный пр., 42), строившийся с 1852 по 1858 год.
Среди его учеников был В. Шретер. В 1858 году Бонштедту были присвоены звание профессора и чин надворного советника.
Одной из последних работ Бонштедта стало возведение колокольни церкви великомученицы Екатерины (Кадетская линия ВО, 27а).