ル・コルビュジエに傾倒し、その教え子である前川國男の建築事務所に入る。この頃から「空間と象徴」という問題に取り組み、構造主義を発展させた作品を多く生み出す。大阪万博・会場マスタープランの設計を手がける。東京都新庁舎の指名競技設計で1等当選。マスタープランソース1970年に大阪で開催された日本万国博覧会において、丹下健三は京都大学教授の西山夘三とともに総合プロデューサーを務め、中心施設であった「お祭り広場」の設計も手がけました。橋と同じ吊り構造の技術を用いており、第一体育館は2本、第二体育館は1本の柱によって、屋根全体が吊り下げられています。丹下健三がもっとも重視したのは、選手と観客の一体感でした。それを実現するのが「無柱空間」だと考えたのです。当時、吊り構造は橋などでは一般的でしたが、施設、それもこれほど大きな空間の屋根を吊り上げるのは前代未聞であり、世界中に衝撃を与えました。