此后，日本人和东北军阀之间既相互利用，又相互遏制，这一局面延续了近20年，在一定程度上促进了反日的民族主义和民族资本的发展。1928年张作霖被日本人炸死在皇姑屯火车站之后，其子张学良决心励精图治，强烈的爱国热情驱使他将很多建设项目都交给中国人设计建筑，其中包括正在建设的京奉铁路辽宁总站，以及后来杨廷宝在东北设计的其他公共建筑、私人居住办公建筑、学校建筑等工程项目。
1927年，张学良拟在沈阳招标建造少帅公寓，拟建居住和办公为一体的建筑。许多国外建筑事务所参与竞标，基泰事务所尽管较晚得到消息，仍决定与外国建筑师角逐。
当时，基泰事务所的老板关颂声正在东北承包业务，他听说这一消息后，因为时间紧迫，通知属下立即买好从北京到沈阳的机票，紧接着马上打电话让杨廷宝从天津坐火车赶到北京，转乘飞机前往沈阳。
杨廷宝飞抵沈阳，与关颂声简单地交流了情况，就直奔张作霖的大帅府。他深知，公寓的设计，不仅仅是简单的一所私人住宅，而是事关中国人的建筑权利，他以一股初生牛犊不怕虎的精神，摩拳擦掌，跃跃欲试，决心与外国设计师一较高下，为中国建筑界杀出一条生路来。为了对这幢建筑的环境和风格有一个更清楚的认识和把握，杨廷宝在老帅府、新帅府来来回回转悠了大半天，从中寻找创作的灵感。
位于沈阳的原张家大帅府，是一座三进四合庭院，是旧式王府式的建筑，门口两侧各有一只栩栩如生的石镌巨狮，进门是一座大型照壁，朱漆雕花镂空的门楼，高高耸立的廊柱，透出封建王公贵族的富贵显赫气派和威严。第一进院，是张作霖会晤宾客之所；第二进院，四方形的院子四周以回廊相连，东南西北各有数间房，是张作霖办公和会晤要客的地方；第三进院，是此前张作霖的住所，张家老小居住的内院。院内有一座后花园，内有亭台楼阁、假山小湖、树木花草之类。而新帅府则是一座仿西式的五层洋楼，整个外部，门厅、台阶、门窗、阳台，都是西式的。然而走进大门后，内部却雕梁画栋，摆着古色古香的陈设，又是中式的。
杨廷宝从这新、旧两座建筑的演变中，悟出少帅张学良想要一座更为小巧、杨廷宝主持设计的沈阳张学良的“少帅府”别致的完全西式的小洋楼。而对于这样的私人建筑，杨廷宝过去接触过不少，此前在其恩师克芮的事务所里，他也曾亲手设计过。参观完张家府邸后，杨廷宝马上回到住处，胸有成竹地开始绘制设计图案。最后，只用了一个晚上和一个上午的时间，就画好了整个建筑的套房平面图、立面图、剖面图，另外还画了一张别致的公寓渲染图。
两天后的竞标会上，在数十种中、外建筑师的设计方案中，杨廷宝的设计方案脱颖而出，受到张学良和夫人于凤至女士的钟爱，尤其那张渲染图，让少帅和夫人有一种身临其境的感觉。张学良当即拍板，采用杨廷宝的设计方案。
对于杨廷宝为张学良设计少帅府一事，杨永生在《杨廷宝与少帅府》一文中写道：
据说，张学良与夫人于凤至亲临方案展厅挑选。最后，他们夫妇二人一致看中了第×号方案，揭开封签，才知道是天津基泰工程司杨廷宝的方案。
中国建筑师的方案被选中，令少帅夫妇十分欣喜。
杨廷宝以非凡的设计能力，为国人争了一口气，使日本等国建筑师的锐气大挫。外国建筑师对这个初出茅庐的小伙子的设计方案中选极为不服，他们没有想到会败在一个刚刚涉足建筑界的毛头小伙子手上，东北三省原是他们的囊中之物，谁料煮熟的鸭子却飞了，他们心有不甘，恨得咬牙切齿，准备伺机报复。后来，基泰事务所在天津的日租界内营造中原公司（即今天津百货大楼）时，作为基泰事务所的主力设计师，杨廷宝负责建筑设计方案，杨宽麟负责结构设计方案。虽然他们的设计方案十分出色，无可挑剔，但日本人却因上次的失败而耿耿于怀，暗中作祟，企图阻挠颁发施工执照，后来基泰事务所据理交涉，才最终拿到施工执照，打破了在日租界内由日本建筑师垄断建筑的局面。
通过中标设计张学良公寓一事，杨廷宝开始声名远播，业界开始知道他的大名。基泰事务所在东北接到更多的建筑业务，从而打开了东北的市场。
不久，杨廷宝应邀再赴沈阳，对东北大学做总体规划设计，先后为东北大学设计了图书馆、体育馆、体育场、文法楼、理化楼等，同时还设计了沈阳的同泽女子中学建筑等。在一系列的设计当中，他的学院派风格得到充分展现，他将新古典主义和现代新建筑两种形式予以“搭接”，积极探索地域条件下本土化的新建筑形式。
创办学校是张学良主政东北后的重要政治举措之一，而创办女子中学更是张学良对时代的挑战，对新思维的肯定。东北大学是张作霖在1923年创办的，到了张学良时期有了很大的发展。张学良在张作霖被炸身亡后，励精图治，在东北进行大刀阔斧的改革。他亲自出任东北大学校长，以教育为立国之本，对东北大学的发展倾注了大量的心血，明确提出以“研究高深学术，培养专门人才，应社会之需要，谋求文化之发展”的宗旨，在学校的建设、管理等方面采取了一系列的举措和革新，不仅完成了南北合校招收女生等改革，而且个人还出资180万元现洋，对校舍进行扩充建设。时任建筑委员会技术部主任的东北大学理学院院长孙国封认为：东北大学此次建筑实为东三省伟大工程。一位曾在东北大学读过书的老校友深情回忆：东北大学的教室，建筑宏伟、工精料美，样式新异，斜阳夕照，辉煌美丽，眩目夺神，在这个教室里受课，是何等的荣幸！何等的快乐！
吕海平、朱光亚在《杨廷宝早年在沈阳的新建筑探索》一文中指出，杨廷宝在沈阳的建筑上所进行的探索与创新，也在一定程度上适应了张学良对民族主义和爱国主义的要求。在沈阳的一系列的建筑设计中，杨廷宝还采用了新建筑材料——红砖。当时，张学良为了支持民族产业，买下了中国企业“肇新窑业公司”滞销的120余万块红砖，用于东北大学的校舍建设。肇新窑业公司所制的红砖采用新式的“轮窑”生产，与传统的青砖相比，成本低，产量高。杨廷宝在沈阳的红砖建筑均为突出中央入口的对称布局。东北大学图书馆与同泽女子中学，平面基本上都呈“T”形，不仅突出地显示出图书馆的各项功能，而且还将学校的教室、室内操场和礼堂借助于高差有机地设计在一栋建筑当中，使之成为一个有机的整体。虽然每栋楼红砖的外立面都各有不同，但设计手法却颇为相似：“既暴露红砖表面，在入口、转角、窗口和水平分层的部位以水泥抹面相间隔，建筑样式以简化的竖线条为主，在檐口、窗下和主入口做水泥抹面的装饰。”“这种哥特式的风格和暴露红砖材质的表现形式，与当时日本人的建筑以及沈阳的传统建筑有很大的区别，也是杨廷宝的新建筑探索。”
东北地区的一系列建筑设计，使杨廷宝名声大震，成为全国建筑界有目共睹的闪亮新星。
4.规划清华
基泰事务所在东北赢得并完成了一系列的工程业务后，在东北乃至全国站稳了脚跟。根据基泰事务所的发展需要，老板关颂声决定，将单位的主要业务从关外移至关内，重点在故都北平这块土地上尝试新的飞跃。作为基泰事务所主力队员和最重要的建筑设计师，杨廷宝也随着单位在北平的业务拓展得到了进一步的发展。他先后参与并主持了包括天津基泰大楼在内的很多建筑设计与规划工作，对业务的驾驭能力越来越强，可以说日趋炉火纯青。1930年，他还为母校清华大学做了新的规划。
1928年，清华学校更名为国立清华大学，并请罗家伦担任首任校长。清华大学也脱离外交部而改归教育部直属，由于人员增加和教学、学术研究的需要，原有校舍已不敷使用。于是，罗家伦拟将校园的两个部分再合二为一，重新融成一个有机的整体。这便是清华学校的第二个校园规划。中、外工程师设计了十余种图样投标，清华大学建筑委员会最后选定基泰建筑事务所杨廷宝设计的图案。出身于清华，已声名远扬的杨廷宝，当仁不让地担当起了修建和扩建母校的设计任务。
回到阔别多年的母校，为清华大学设计第二个校园，杨廷宝觉得特别自豪和兴奋。十多年之前，正当建筑师庄俊配合墨菲为清华学校进行第一次扩建之时，杨廷宝在庄俊的引导下，走上了建筑之路。如今，作为一个建筑设计师，杨廷宝带着助手们，回到校园，这一次，他已经能像庄俊先生甚至像墨菲先生一样，对学校的建筑根据自己的理解和喜好进行再设计、再规划、再建筑。他怎能不兴奋？十多年前，做校园规划的是外国人，中国人只是配合，做助手，而十多年后，中国人可以自己来规划，自己来设计中国最好的学校，他怎能不自豪？但他的兴奋与自豪只是内心的，在工作中，他仍然认认真真、踏踏实实地勘察地形，进行测量，对清华校园的环境记录整理，征求同行们的意见。
清华大学的图书馆（老馆东半部）、体育馆（前馆部分）、科学馆和大礼堂等所构成的建筑群落，是我国第一批引进西方建筑科学技术建造的近代建筑。建筑布局以二校门、大礼堂、图书馆为南北中心轴线，又以清华学堂、科学馆为东西两翼，构成了以大礼堂前草坪广场为中心的主教学区庭园空间，这种建筑形式与新文化运动时期中国青年“自由”“公正”的思想潮流基本吻合，尽管规划设计上存在着西部的大学规划过于理想化、东侧的留美预备学校规划等级过高等争议，但还是得到了许多人的赞赏。
在考察研究各方意见的基础上，杨廷宝充分考虑到当年墨菲设计的优点，决定保留学校原来主要建筑，保留科学馆、大礼堂等，对图书馆、体育馆等则在原来基础上予以扩建，而对教学部分的建筑则予以重新设计建造，在荒岛中央布置博物馆，环湖四周布置辐射状的五幢特种学术建筑，北部小河北岸另布置三幢特种学术建筑。同时，对自然地形予以改造或修缮，除荒岛南端、校门入口处保留部分自然形状的山池花木外，北部采用半圆形水渠、整齐与对称的道路系统，与原有建筑和正将建造的西方古典式样的个体建筑，在格调上保持和谐并相互映衬。调整后的建筑规划，布局更加紧凑，道路组织合理，较好地将原来两个学校的布局改造成一个统一的、完美的传统园林式的建筑群。
很快，生物馆、气象馆、图书馆（扩建）、新学生宿舍明斋、体育馆（扩建）、化学馆、工学馆、水利实验室、机械工程馆、电机馆、航空馆、善斋、静斋、平斋、新斋等建筑拔地而起。其中，学校的生物馆、气象馆、图书馆（扩建）、新学生宿舍明斋等建筑，被称为清华的第二个“四大建筑”。1931年至1934年间，这几项工程陆续竣工。其中最值得一提的是清华大学的图书馆扩建工程，至今仍为人津津乐道。
当时，原计划把面积较小的三层楼图书馆推倒重来。但杨廷宝觉得原设计总体非常有特点，推倒重来，费工费料费钱，实在可惜，就决定原有的不动，另建一半与之衔接。他对图书馆扩建的指导思想是：一须便于管理，二须将来仍有扩充余地，三须形式壮丽。但原馆位置左临河，背靠山，颇难兼顾，而且新建筑要与旧建筑融二为一，很容易给人留下拼凑的痕迹。于是，经过缜密的设计，在改造中他将墨菲设计的“一”字形图书馆视为新馆的一翼，另立轴线，变为“L”形，将入口设于新旧建筑的连接转角处，角落设楼梯交接，并安排了入口门厅、办公室、小阅览室。西部新建的阅览室、藏书室，与东部的布局、内外装饰基本一致，立面也同样采用罗马和哥特式，尺度、色调都与原馆保持一致。无论观众站在这个建筑的哪个角度看，都觉得新老馆浑然一体，而且随着岁月的流逝，两者已经融为一个整体。国内外建筑界一致认为这个图书馆是扩建设计中的一个罕见的范例。扩建工程于1930年3月开工，1931年秋季竣工，当时总费资25.7万余元。扩建后的图书馆舍总面积共计7300余平方米，拥有三个大阅览室，可容500人同时阅览；书库藏书30余万册，是当时国内大学中规模最大的图书馆之一。
同时体育馆也做了大胆的调整，将重建变成扩建，并在体育馆内建造了北京第一个室内游泳池。
在清华的校园规划设计中，杨廷宝尊重历史，尊重前人在建设规划上所体现的思想，在设计风格上与前人的作品靠拢。他坚持的原则是：一位建筑师在设计和处理完整建筑群中的新建与扩建关系时，有时并不一定需要表现你设计的那个部分，而是应该着眼于群体的协调。
5.移师南京
1930年以前，基泰建筑事务所的业务主要集中在东北和天津；1930年以后，基泰事务所的业务开始转向北平，之后随着业务的不断扩大和国内形势的不断发展，又迅速向南京、上海等南方大都市转移。
1927年4月18日，国民政府定都南京，党、政、军、财、文等各大机关也纷纷落户于此，众多行政机构促使南京城市建设相应展开，出现了持续十年的营造高潮。首都建设的需要，使许多建筑事务所纷纷移师南京，国内外的建筑精英也陆续云集到宁。
