Пребывание Антропова в Москве, выполнявшего многочисленные заказные портреты, затянулось до середины 1763 г. Когда же художник вернулся в Петербург, оказалось, что свою должность при Синоде он практически потерял. Предприняв отчаянную попытку определиться «к одним портретным делам» в ведомство придворной конторы и не получив на то «милостивого соизволения», Алексей Петрович был вынужден вновь хлопотать о восстановлении в штате Синода. Но только к концу 1765 г. его хлопоты увенчались успехом и Антропов был окончательно утвержден в прежней должности с выплатой всего причитавшегося ему жалованья.
Еще в Москве живописец с увлечением начал работать над небольшими камерными портретами, на которых изображал конкретных людей, не подчеркивая их сословную принадлежность, но наделяя чертами жизненной достоверности. Как и в прежних своих работах, он не умел и не хотел льстить своим моделям, но при этом его полотна не теряли своего декоративного назначения. В этот период (1763-1768 гг.) художник был относительно свободен в выборе заказов, много писал, исходя из личных симпатий, поэтому так удачны его портреты семьи дворян Бутурлиных: Дмитрия Ивановича, Анны Васильевны, Михаила Дмитриевича и Елизаветы Францевны (все 1763 г.), статс-дамы М.А. Румянцевой, несколько портретов неизвестных мужчин и женщин (1760-е гг.).
Особо хочется выделить парадный портрет видного государственного деятеля графа В.В. Фермора – храброго, честного и бескорыстного человека, – написанный в 1765 г. Граф представлен в полном одеянии кавалера ордена Андрея Первозванного. И если фон и поза традиционны, то лицо сразу же привлекает внимание своей одухотворенностью. Красивое, тонко очерченное, с немного грустными глазами, оно полно благородства и аристократичности. Перед нами не разодетый манекен, но живой и чувствующий человек, и неоспоримая заслуга Антропова в том, что он одним из первых русских художников предложил в парадном портрете именно такую трактовку образа – в отличие от официально-торжественной, принятой ранее.
Во второй половине 1760-х гг. манера письма художника становится, если так можно сказать, более робкой. Поняв, что внутренний мир человека несравненно богаче, чем это доступно его выразительным средствам, Алексей Петрович начинает испытывать некоторую растерянность. Так, портреты калужского воеводы П.А. Колычева (1767 г.) и его жены (1768 г.) отличаются некоторой одноплановостью, яркие одежды воспринимаются как плоские красочные пятна, и в целом исполнение носит следы известной упрощенности. Изображения четы Колычевых стали своеобразной лебединой песнью мастера в области камерного портрета. В 1770-х гг. им были исполнены портреты архиепископов Г. Петрова (1774 г.) и П. Левшина (1775 г.), а позже он писал преимущественно копии царских портретов и иконы по заказу Синода, последняя из которых датирована 1788 г.
В 1768 г. Антропов, ссылаясь на свою многолетнюю службу, подал прошение о повышении в чине, но только через пять лет по представлению архиепископа Гавриила получил просимое. Вообще, отношения Алексея Петровича со Святейшим Синодом не складывались. Необходимость выполнять всевозможные обременительные поручения, далекие от основного пристрастия художника – портретной живописи, не могла принести ему удовлетворения. Гораздо больше ему нравилась его педагогическая деятельность, которой он посвящал много сил и времени. В 1765 г. у Антропова было 8 учеников, позже в его доме постоянно проживала большая группа воспитанников, которых он обучал самостоятельно; многие из них остались неизвестными, однако двое не только прославили своего учителя, но и вошли в историю русского искусства – это Д.Г. Левицкий и П.С. Дрождин.
В картине последнего «Антропов с сыном перед портретом жены» (1776 г.) Алексей Петрович предстает занятым любимым делом – он с палитрой и кистями перед мольбертом, на котором стоит портрет жены и верного друга художника на протяжении всей жизни, Елены Васильевны. За спиной отца изображен белокурый подросток – единственный и к тому же поздний ребенок Антроповых Василий, родившийся в начале 1760-х гг.