Грабарь вновь после долгой разлуки влюбляется в русскую природу, ошеломлён красотой русской зимы, без конца пишет «сверхъестественное дерево, дерево-сказку» – берёзу. В Подмосковье были созданы наиболее известные его произведения: «Сентябрьский снег» (1903 г.), «Белая зима. Грачиные гнёзда», «Февральская лазурь», «Мартовский снег» (все 1904 г.), «Хризантемы» (1905 г.), «Неприбранный стол» (1907 г.) и др. Грабарь пишет на открытом воздухе, учитывая достижения французских импрессионистов, но, не желая слепо им подражать, пишет по-русски, любя «вещественность и реальность». «Февральская лазурь» – это величественный «портрет» берёзы. Мы смотрим на неё снизу вверх, из глубокой траншеи в снегу, которую вырыл автор и в которой он работал, невзирая на жестокие морозы, переполненный радостью от «перезвонов и перекликаний всех цветов радуги, объединённых голубой эмалью неба». Пейзаж написан чистыми цветами, мазки положены плотным слоем. «Мартовский снег» («ярко импрессионистическую вещь по замыслу и фактуре») художник тоже писал на пленэре «с таким увлечением и азартом, что швырял краски на холст, как в исступлении, не слишком раздумывая и взвешивая, стараясь только передать ослепительное впечатление этой жизнерадостной мажорной фанфары». В этих произведениях Грабарю удалось создать ещё один, новый (после русских пейзажистов XIX в.), обобщенный образ русской природы. Его работы выставлялись и за границей – в Мюнхене, в Париже, в Salon d’Automne, в 1906 г. на выставке русского искусства, устроенной Сергеем Павловичем Дягилевым (1872–1929 гг.), в Риме на международной выставке в 1909 г. и др. Он задумывает и осуществляет издание первой «Истории русского искусства» в шести томах (1909–1916 гг.), пишет для неё важнейшие разделы, публикует монографии о Валентине Александровиче Серове (1865–1911 гг.) и Исааке Ильиче Левитане (1860–1900 гг.). В 1910 гг. вместе с Иваном Васильевичем Рыльским (1876–1952 гг.) и Иваном Владиславовичем Жолтовским (1867–1959 гг.) входил в городское жюри, которое проводило в Москве «конкурсы красоты фасадов». 1910–1923 годы художник назвал периодом отхода от живописи и увлечения архитектурой, историей искусства, музейной деятельностью, охраной памятников. В течение двенадцати лет (1913–1925 гг.) Грабарь возглавляет Третьяковскую галерею, значительно меняя принципы музейной работы. После Октябрьской революции Грабарь также активно занимался живописью, создавая как пейзажи, так и официальные, «придворные» композиции, многое делает для защиты памятников культуры от разрушения. В 1918 г. по его инициативе создаются Центральные реставрационные мастерские в Москве, которыми он руководил и с которыми был связан всю жизнь. Современный Всероссийский художественный научно-реставрационный центр, выросший из созданных И.Э. Грабарём Центральных реставрационных мастерских, носит его имя. С 1944 г. Грабарь, работая научным руководителем мастерских, возглавил многочисленные комиссии, занимавшиеся изъятием картин из усадеб и икон из монастырей, что чаще было формой спасения от неизбежного уничтожения, принимал непосредственное участие в реставрации иконы Андрея Рублёва «Троица».