Hasenauer var chefarkitekt på verdensudstillingen i Wien 1873. Sammen med Gottfried Semper lavede han udkast til Kunsthistorisk Museum Wien og Naturhistorisk Museum Wien (1871-1891), Burgtheater (1874-1888) og Neue Burg (1881-1894, fuldført 1913). Efter brud med Semper i 1876 stod han alene for opførelsen af disse bygningsværker. Hasenauer benyttede en meget dekorativ stil, og han stræbte efter en sammensmeltning af kunstarter til et Gesamtkunstwerk uden at stille arkitekturen i forgrunden. Hasenauers bygningsværker på Ringstraße står i dag som ikoner for Wien.