В Ницце Д.И. Гримм построил также виллу Вальрозе для богатого петербургского предпринимателя Павла Григорьевича фон Дервиза, стилизованную в формах романской архитектуры (1860 гг.). Для того же заказчика в конце 1860 гг. Д.И. Гримм спроектировал комплекс построек в имении Старожилово Рязанской губернии и в Казанской губернии. Русский стиль занимал почти столь же важное место в творчестве Д.И. Гримма, сколь и византийский. Оригинален облик церкви равноапостольной княгини Ольги в Михайловке под Санкт-Петербургом (1861–1864 гг.; в настоящее время восстанавливается): небольшой одноглавый четверик, квадратный в плане, окружён арочной галереей, узорочье фасадного декора сочетается с мотивами средневековых памятников Кавказа. По тому же типу сооружена русская Крестовоздвиженская церковь в Женеве (1862–1864 гг., действующая), но её завершение сделано пятиглавым. Церковь апостолов Петра и Павла в Старожилове (1869–1870 гг.) отличается сочетанием типа трёхнефной базилики с шатровой колокольней и отделкой в традициях архитектуры XVII в. Проект Д.И. Гримма лёг в основу собора в честь Владимирской иконы Божьей Матери в Кронштадте, возведённого архитектором Христианом Ивановичем Грейфаном (1875–1879 гг.; ныне действующий). Это – базиликальный храм с высокой колокольней и необычной постановкой трёх декоративных главок в плоскости восточного фасада и двух по сторонам колокольни. Для Троице-Сергиевой пустыни Д.И. Гримм спроектировал шатровую часовню в честь Рудненской иконы Божьей Матери (1876 г.; не сохранилась). Исполнил проекты церквей в Нью-Йорке (1864–1865 гг.; русский стиль), в имении князя Гагарина (1872 г.), Баден-Бадене (1880 г.; проект не реализован), Ашхабаде (конец 1880 гг.), часовни в Лугано, Швейцария (1872–1873 гг.). В поздний период творчества Д.И. Гримм создал образцы построек в стиле узорочья XVII в.: церковь великого князя Александра Невского при посольстве России в Копенгагене (1881–1883 гг., постройка развивает мотивы храмов в селе Старожилове и в Кронштадте; за проект автор был удостоен Большого Креста датского ордена Данеброга), церковь равноапостольной Марии Магдалины в Гефсимании близ Иерусалима (1885–1888 гг.; построена по поручению великого князя Сергея Александровича, впоследствии в неё были перенесены останки великой княгини Елисаветы), церковь Покрова Пресвятой Богородицы в Егерской слободе близ города Гатчина (ныне район Мариенбург Гатчины; 1885–1888 гг.; совместно с Иваном Александровичем Стефаницем, действующая; облицована красным кирпичом и светлым камнем, увенчана декоративным пятиглавием). Церкви в Копенгагене и Гефсимании сохранили внутреннее убранство. Д.И. Гримм участвовал в конкурсе на проект храма Воскресения Христова (Спаса на Крови) на месте смертельного ранения императора Александра II; входил в комиссию по его сооружению. Хотя он был лютеранином, проектированием протестантских церквей занимался значительно в меньшей степени.