Nie wiadomo dokładnie gdzie studiował, przyjmuje się, że większość czasu spędził we Włoszech. Studia zagraniczne trwały 5–8 lat, a Rastrelli mógł również kształcić się we Francji i w Niemczech.
Po powrocie do Rosji wyrobił sobie renomę. W 1730 roku zaprojektował – nieistniejący już – gmach szkoły jazdy konnej przy Newskim Prospekcie. Pod koniec lat 30. XVIII w. Rastrelli pracował dla faworyta cesarzowej Anny Romanowej – Ernesta Jana Birona, księcia Kurlandii i Semigalii od 1737 roku. Dla Birona zaprojektował dwa pałace: pałac w Rundāle oraz pałac w Jełgawie, znajdujące się współcześnie na terenie Łotwy. Cesarzowa Anna Romanowa nadała mu tytuł carskiego architekta nadwornego – honor nadany wcześniej niemieckiemu architektowi Schlüterowi (1660–1714) i francuskiemu architektowi Le Blondowi (1679–1719). Po odsunięciu Birona od władzy w 1740 roku, Rastrelli został wezwany z powrotem do Petersburga, gdzie powierzono mu projekt pałacu letniego (wzniesionego w latach 1741–1744).