In questo periodo può dedicarsi anche alla libera professione, finora svolta con difficoltà a causa dell’incompatibilità delle carriere. Realizza opere come il magazzino Ansaldi (1903) in corso Principe Umberto a Milano, partecipa al concorso per la ricostruzione del teatro Sociale di Rovigo distrutto da un incendio (1903) e porta a compimento il progetto di casa Marangoni (1903) in via Nizza a Torino.
Dal 1904 al 1910 vive a Venezia con l’incarico di capo dell’ufficio lavori pubblici del comune. Qui realizza edifici civili di primaria importanza per la vita civile cittadina come le scuole in calle Giacinto Gallina (1906-09) e quelle alla Giudecca (1907-10). Si confronta anche con la progettazione a grande scala di interi quartieri che necessitano di risanamento come quello di Sant’Elena (1909-11) e propone di realizzare l’allacciamento subacqueo del Lido con Venezia mediante un ponte translagunare da San Marco alla Quattro Fontane (1911). Tuttavia, la sua notorietà, a Venezia, si deve al contributo di esperto del cemento armato offerto alla ricostruzione del campanile di San Marco, crollato il 14 luglio del 1902.
Accanto all’attività professionale, Donghi si dedica anche alla pubblicistica e alla docenza. Fondatore e direttore di due periodici, «Memorie di un architetto» (1890-1895), e «L’Architettura Pratica» (1899-1906), nonché collaboratore di «Edilizia Moderna» e de «Il Monitore Tecnico», Donghi è l’ideatore del Manuale dell’architetto. Pubblicato dall’UTET (Unione Tipografico-Editrice Torinese) nel 1893 sotto forma di fascicoli periodici e accorpati in 10 volumi a partire dal 1905, il Manuale ha rappresentato per generazioni di architetti e tecnici uno strumento di lavoro imprescindibile.
Già docente al Politecnico di Milano, nel 1910 vince il concorso di ordinario di Ingegneria tecnica presso la facoltà di ingegneria dell’Università di Padova, città nella quale risiede fino al 1938, anno della morte.