隋开皇二年，当时世界上规模最大的城市——大兴城，在今西安市区所在地正式开工兴建，规划设计这一巨大工程的是年仅二十七岁的太子左庶子宇文恺。宇文恺，字安乐，朔方夏州人，后徙居长安，隋代著名的建筑工艺学家。他出身于鲜卑大贵族家庭，父亲字文贵，北周时封为许国公，曾任大司马。哥哥宇文忻，当代名将，任上柱国，封为杞国公。身为功臣子弟的宇文恺，三岁时即受赐双泉伯爵位，七岁被封为安平郡公。几个家兄从小都弯弓驰马，舞刀弄枪，以武艺求功名。宇文恺的爱好与哥哥们不同，他敏而好学，博览群籍，多技艺、有巧思。踏上仕途后，初任千牛职，继升御正中大夫、仪同三司。
公元五八一年，杨坚夺取北周政权，建立隋朝，大杀宇文氏，宇文恺亦在诛杀之列。但因字文恺以聪慧巧思著名，杨坚惜其才；而他的哥哥字文忻又曾帮助杨坚平定尉迟迥叛乱，立有大功，宇文恺才幸免一死。隋王朝的建立和随之而来的大兴土木，为宇文恺施展才艺提供了有利条件。隋初仍都汉长安城。为时不久，雄心勃勃的杨坚嫌汉长安城破败调残，规模狭小，水质咸卤，官署与间里相杂，文帝很不称心。经王公大臣计议，决定从开皇二年始，在龙首原南麓营造新都。享有“巧思”盛名的宇文恺被任命为新都副监，负责总体规划与工程设计。开皇三年，宫城首告竣工，文帝杨坚移居新都，取名为大兴城。新都建设的全部工程，一直延续到隋场帝大业九年外廓城筑成，才算最后竣工，历时三十一年。
大兴城是建筑史上的杰作，显示了宇文恺融城市建筑的科学性与艺术性于一体的第一流水平。他曾到洛阳和邺城等地研究、观察，设计时既糅合了古老城市建筑的长处，又充分考虑到龙首原南麓的地理特征，不拘一格，富有创新精神。各种建筑，因地而异，高低错落，互相辉映，具有立体效果。整个城市长方形，东西长9721米，南北宽8651米，周围36.7公里。既有内城，又有外廓，内城之中包容有宫城和皇城，这是都城设计上的一大创新。宫城北靠龙首原，坐落在全城的最高位置上，居高临下，座北向南，象征着皇帝“至高无上，南面称王”。这是宇文恺规划设计新都格局的中心思想。皇城在宫城之南，是军政机构和宗庙所在地。皇族居住区、官署区与居民区分开，市场与居住区分开。
居民区划为东西、南北排列整齐的坊，形同棋盘，块块分立，坊与坊之间设有围墙，每一坊自成整体，“百千家似围棋局，十二街如种菜畦”。街道都是东西、南北走向，纵横交错。东西十四条大街，南北十一条大街，路面中间较高，两则附设有排水沟渠。朱雀大街纵贯其中，街宽达一百五十五米。又开龙首渠、永安渠、清明渠三条水渠，引产、交、添水入城。整个城市，布局严整，宏伟壮观，为以后的城市建设提供了范例。其影响甚至扩大到海外，日本就曾仿照它的规划，兴建平城京和平安京。在大兴城建设中，宇文恺以其独具匠心的规划设计和高超的建筑工艺，博得了隋统治者的赏识与器重。
大业元年，隋炀帝任命宇文恺为将作大匠，负责营建东都洛阳。他所规划的东都建筑穷奢极侈，满足了炀帝的豪华欲望，给人民带来了灾难。这项工程每月要役使民工二百多万，营造宫殿所需的木料要从遥远的江西运来。三千人拉一根木头，一天前进不过二、三十里。一根柱子运到洛阳要花费几十万个工。工程之大，费用之高，劳人之甚，可想而知。但是，如此浩大的工程，却在一年的时间里完成了，这不能不说是个奇迹。奇迹是劳动者用血汗创造的。宇文恺亦因建造东都有功，耀升为工部尚书。洛阳新都是宇文恺城市规划设计的又一杰作。他按照隋场帝的意图，在整体规划上，力求宏大壮丽，方正整齐。城南北长7312米，东西宽7290米。洛水由西向东穿城而过，把洛阳分为南北两区。全城开设城门十个，东、南各三个，西、北各两个。
宫城和皇城建筑在城西北的高地上。宫城的中央大殿和皇城的正门对着巍峨的伊阙山。宇文恺创建的新都，不仅在总体规划上有其独到之处，而且在建筑技巧方面高人一筹，多有创新。据宋敏求《长安志》载，万年县县署门楼为宇文恺所设计。唐高宗女儿太平公主出嫁，要在县署摆设婚宴，因县门比较狭窄，有人建议拆毁。高宗得知后，教令禁止，说此乃“宇文恺所造，制作多奇，不须拆毁也。”皇帝明令保护，可见宇文恺设计之精巧了。还有为人们所熟知的是，宇文恺在东都洛阳观文殿前的书室门相上设计了两个飞仙，门上垂着锦幔，当人走到幔前，脚一触动地上的机关，飞仙就冉冉而下，收起锦慢，门也自动打开……确实达到了出神入化的地步。
多才多艺的宇文恺，在工程建筑方面的成就是多方面的。开皇四年，他奉命率水工开凿广通渠。渠长三百余里，西起大兴城，东至潼关，引渭水入黄河。渠成后，既便于漕运、也可灌溉农田。广通渠的修建，实为隋代广开漕运、进而修建大运河开了先河。宇文恺还曾主持复修了久绝不行的鲁班故道；提出了隋长城的修建规划；设计过隋兵征高丽的渡桥，等等。为满足隋统治者特别是炀帝奢侈腐化的生活欲望，在离宫别墅、陵墓祠字的设计筑造上，宇文恺更是挖空心思，倾注了大量的心血。开皇十三年，宇文恺在岐州普闰县为文帝造了仁寿宫。仁寿宫的设计建造，极尽奢靡豪华之能事，规模宏大，造型绮丽，动用巨大人力财力，花了两年多时间方才完工。
仁寿二年，他又负责为隋文帝的皇后独狐氏修建陵墓。墓落成后，文帝十分满意，恢复了宇文恺一度失去的安平郡公爵位，赐食邑千户。大业初，炀帝北巡，宇文恺特意制作了一个大帐，其中可容纳好几千人。他还别出心裁，精心为炀帝建造了一所观风行殿，这是一座活动的殿堂，下面装有轮轴，转动自如，推移迅速，可以随时安装，随时拆卸，上面能坐数百人，可以说是世界上最早的活动房屋。
作为建筑工艺大师的字文恺，一生效忠皇室，功成名就，官运亨通，逐级升迁，及至大业八年去世前，还被提升为金紫光禄大夫。他独具匠心的巧恩妙想，大都是为满足封建帝王豪华奢侈的生活需要，耗费了大量民脂民，给人民造成深重灾难。这是他的历史局限性。但是，他的科学技术成就是不能抹煞的，在我国乃至世界科技史上，他无疑占有重要的位置。遗著有《东都图记》二十卷、《明堂图议》二卷、《释疑》一卷，可惜都已亡佚。