Munthe-Kaas begynte egen arkitektpraksis i 1921, men året etter etablerte han sammen med Gudolf Blakstad) arkitektfirmaet Blakstad og Munthe-Kaas. De gjorde seg bemerket blant de fremste i den nye retningen nyklassisismen. I 1922 vant de arkitektkonkurransen om rådhuset i Haugesund, men deres prosjekt i nyklassisime sto ikke ferdig før i 1931. I Oslo tegnet de blant annet Kunstnernes Hus, oppført i 1930 etter arkitektkonkurranse 1928, og Odd Fellow-gården, ferdig i 1934 etter konkurranse 1931. I 1940 sto Handelsgymnasiet ferdig, men ble rekvirert av tyskerne og ikke tatt i bruk som skole før i 1946. Blant deres kjente senere arbeider er Alfaset kapell fra 1972. Bodø domkirke er et av deres fremst verker fra etterkrigstiden.