Среди значительных работ Гельфрейха — больничный комплекс Загородной больницы на Рублевском шоссе. По проектам, выполненным им совместно с коллективом авторов, построены главный, инфекционный, детский и психоневрологический корпуса, а также связанные со зданием жилые дома (1954—1962 гг.). Свободно расположенные среди зелени парка больничные сооружения запроектированы в едином ключе, составляя развитой в пространстве целостный архитектурный организм.
В связи с новой организацией проектного дела в Москве в 1951 г. были созданы магистральные мастерские Моспроекта. Одну из таких мастерских возглавил Гельфрейх. И вполне закономерно, что именно ему, уже почти пять лет занимавшемуся проектированием высотного дома на Смоленской площади и реконструкцией прилегающих кварталов, была поручена обширная территория, идущая от центра вдоль трассы Киевского шоссе. В первоочередные задачи мастерской входила разработка основных композиционных узлов Кутузовского проспекта и системы двух площадей — Смоленской и Киевского вокзала.
Огромная работа была проделана над созданием площади у въезда на Кутузовский проспект с автомагистрали Москва — Минск (ныне пл. Победы). Когда-то здесь была далекая городская окраина с деревянными домишками. Теперь это представительный въезд в столицу с крупными массивами многоэтажных домов, обширными пространствами цветников и газонов, хорошо организованными транспортными потоками. Проект планировки и застройки площади был разработан под руководством Гельфрейха коллективом в составе архитекторов М. Андрианова, Н. Баратова, инженера П. Рудипа при участии архитекторов А. Гуляева и В. Соколова (1953—1958 гг.).
В работе надо было исходить из утвержденных красных линий застройки, заложенных в Генеральном плане города. В соответствии с этим авторы приняли симметричную композицию площади с трапециевидной формой плана.
В 1968 г. на Кутузовском проспекте была установлена Триумфальная арка. Первоначально в 1834 г. она была сооружена на площади Тверской заставы (ныне пл. Белорусского вокзала) по проекту О. И. Бове, в 1936 г. она была разобрана в связи с реконструкцией площади. Проект размещения Триумфальной арки на Кутузовском проспекте разработан под руководством Гельфрейха архитектором М. В. Андриановым. Завершая перспективу зданий, протянувшихся вдоль северной и южной сторон площади, она придает въезду особую торжественность. Если до ее установки площадь не создавала достаточно парадного въезда в столицу — протяженные громады жилых домов, фланкирующих въезд, казались монотонными,— то после появления Триумфальной арки на центральной оси магистрали все архитектурно-пространственное решение этого градостроительного узла как бы обрело новый смысл. Казавшаяся ранее однообразной застройка стала необходимым нейтральным фоном, на котором в полную силу зазвучала тема триумфальности. В этом смысле площадь Победы — замечательный пример полноценного сочетания современной застройки с памятником архитектуры прошлого. Поблизости, на Поклонной горе, несколько лет назад был заложен памятник Победы.
Перед мастерской Гельфрейха были поставлены широкие задачи реконструкции Смоленской, Ростовской и Бережковской набережных, пробивки Кутузовского проспекта в восточном направлении до выхода к Москве-реке и организации в связи с этим площади у развилки проспекта и Большой Дорогомиловской улицы, а также площади у гостиницы «Украина». Позднее здесь был пробит бульвар, соединивший гостиницу с Киевским вокзалом.
В середине 1950-х гг. Гельфрейх активно включается в работу над проблемами индустриализации и типизации строительства, внедрения новых материалов и конструкций, вызванными небывалым размахом жилищного и культурно-бытового строительства. Основной линией развития столицы становится строительство жилых массивов на свободных периферийных территориях. Так же как в большинстве магистральных мастерских, в мастерской Гельфрейха находятся в центре внимания теперь уже не отдельные сооружения, а новые районы, часто равные по населению целым городам.
Освоение свободных земель Гельфрейх с группой архитекторов начал в 1956 г. с района Фили-Мазилово. Хотя и несвободная от недостатков, эта работа интересна как одна из первых попыток решения градостроительных задач на основе типовых проектов и индустриальных методов строительства. Фили-Мазилово, и главным образом его кварал № 69, можно отнести к наиболее удачным жилым массивам того времени. В дальнейшем Гельфрейх углублял творческие искания, одновременно с планировкой шла работа над типовыми проектами.
В 1961 г., когда магистральные мастерские были преобразованы в районные, за мастерской Гельфрейха был закреплен Киевский район, простиравшийся тогда от Садового кольца до пересечения Минского шоссе с Московской кольцевой автодорогой. В 1960-х гг. в районе развернулись работы по освоению новых территорий Кунцева. В дальнейшем строительными площадками стали Давыдково и Крылатское.