В 1813 году Витберг переезжает в Москву и всерьез начинает заниматься архитектурой. По его проектам было построено несколько жилых домов и церквей в Москве и других городах. Главным же достижением архитектора А.Л. Витберга была победа его проекта храма Христа Спасителя, что на Воробьевых горах в Москве (не путать с проектом построенного храма архитектора К.А. Тона). Свои проекты на конкурс прислали многие видные архитекторы того времени. Из них император выбрал наиболее грандиозный, разработанным молодым Витбергом, никак не проявившим себя до этого в качестве архитектора. Он пригласил Карла к себе, и после презентации проекта храма сказал: Я чрезвычайно доволен вашим проектом. Вы отгадали мое желание, удовлетворили моей мысли об этом храме. Я желал, чтобы он был не одна куча камней, как обыкновенные здания, но был одушевлен какой-либо религиозной идеей, но я не ожидал получить какое- либо удовлетворение, не ждал, что бы кто - то был одушевлен ею и потому скрывал свое желание. И вот я рассматривал до 20 проектов в числе которых есть весьма хорошие, но все вещи самые обыкновенные, Вы же заставили камни говорить.
Строительство этого грандиозного сооружения в честь победы в Отечественной войне 1812 года началось в 1817 году. Руководил строительством сам Витберг. Однако в 1828 году строительство храма прекращается, А.Л. Витберг обвиняется в финансовых злоупотреблениях. Суд в 1835 году признает его виновным. Витберг отправляется в ссылку в город Вятку, где ведет активную творческую жизнь. Сошлемся на то, что по его проекту в городе был построен Александро-Невский собор. Здесь же он пишет значительное число портретов, среди них — А.И. Герцена. С 1840 года архитектор-живописец А.Л. Витберг живет в Петербурге, занимаясь в соответствии со своим призванием проектированием соборов, подготовкой эскизов иконостасов для них и писанием портретов близких ему людей.

Портрет Александра Герцена работы Витберга.1836

Изведение Апостола Петра из темницы. 1806