Fő működési helyszíneként Pozsonyt később Prága követte, ahol a Nemzeti Színház vendégkarmestere lett, majd zeneigazgatóvá nevezték ki, ahol repertoárján Mozart művei és az olasz romantikus operairodalom mellett Smetana Az eladott menyasszony és Libuše című darabjai szerepeltek, de olyan balettműveket is vezényelt, mint a Rómeó és Júlia és a Hamupipőke (Prokofjev). Ugyanakkor vendégkarmesterként továbbra is számos külföldi megbízása volt, vezényelte többek között az English National Opera, a Barbican Centre, az Opera North, a Bajor Állami Operaház, a karlsruhei Badeni Állami Színház és mannheimi Nemzeti Színház előadásait, valamint olyan kiváló együttesek élén is állt, mint a Londoni Filharmonikus Zenekar, a Liverpooli Királyi Filharmonikus Zenekar, a Dallas Symphony Orchestra, valamint a Nemzeti Filharmonikusok. Karrierje során a világ szinte valamennyi részén, így Európán kívül az Egyesült Államokban, Japánban, Ausztráliában, Új-Zélandon és Dél-Amerikában is fellépett. 2012-ben az általa vezényelt, Christopher Alden rendezte Norma-előadás elnyerte a British Opera Award „A 2012-es év legjobb operája” díját. Dohnányi 2015 és 2020 között a jekatyerinburgi Uráli Opera és Balett első karmestere volt. Philip Glass Satyagraha című operája Thaddeus Strassberger rendezte új változatát vezényelte, a melyet a moszkvai Bolsoj Színházban vittek színre. Az előadás két Arany Maszk díjat is kapott. Különféle lemezkiadókkal is dolgozott, felvételei megtalálhatók a Naxos, a Lyra, az Opus, az Audiophon, a Panton, a Supraphon, a Marco Polo és a Novalis kiadók gondozásában.
A Magyar Állami Operaházban 2016-ban mutatkozott be Gounod Faustjával, azóta visszatérő vendége az intézménynek. 2017-ben a Reformáció 500. évfordulója alkalmából az ő vezényletével került színre az Erkel Színházban Meyerbeer A hugenották című operája, 2020-ban az Eiffel Műhelyház Mozdonycsarnokában Mahler VIII. (Ezrek) szimfóniáját dirigálta. 2021-ben pedig két magyar vígopera, Dohnányi Ernő Simona néni és Hubay Jenő A cremonai hegedűs új produkcióiának karmestere volt az Eiffel Műhelyház Bánffy termében, amelyeket CD-n és filmen is rögzítettek. 2024-ben Csajkovszkij Pikk dáma című operájának előadásait vezényli az Operaházban.
