Благодаря рекомендации Бальтасара Галуппи семнадцатилетнему Дмитрию Бортнянскому, как особо одарённому музыканту, назначают художественную стипендию — «пансион» для учёбы в Италии. Однако он избирает местом постоянного жительства уже не Болонью, а другой важный культурный центр — Венецию, которая ещё с XVII столетия славилась своим оперным театром. Именно здесь был открыт первый публичный оперный театр в мире, в котором представления могли посещать все желающие, а не только вельможи. В Венеции жил и его бывший петербургский учитель итальянский композитор Бальтасар Галуппи, которого Дмитрий Бортнянский почитал ещё со времен учёбы в Петербурге. Галуппи помогает молодому музыканту стать профессионалом, кроме этого, для углубления своих знаний, Дмитрий Бортнянский выезжает на учёбу и в другие большие культурные центры — в Болонью (к падре Мартини), в Рим и в Неаполь.
Итальянский период был длительным (порядка десяти лет) и на удивление плодотворным в творчестве Дмитрия Бортнянского. Он написал здесь три оперы на мифологические сюжеты — «Креонт», «Алкид», «Квинт Фабий», а также сонаты, кантаты, церковные произведения. Эти сочинения демонстрируют блестящее мастерство автора во владении композиторской техникой итальянской школы, которая в то время была ведущей в Европе, и выражают близость к песенным истокам своего народа.
После возвращения в Россию Дмитрий Бортнянский был назначен учителем и директором Придворной певческой капеллы в Петербурге.
В конце жизни Бортнянский продолжал писать романсы, песни, кантаты. Он написал гимн «Певец в стане русских воинов» на слова Жуковского, посвященный событиям войны 1812 года.
В последние годы жизни Бортнянский работал над подготовкой к изданию полного собрания своих сочинений, в которое он вложил почти все свои средства, но так и не увидел его. Композитору удалось лишь издать лучшие из своих хоровых концертов, написанных в молодости, как «Духовные концерты на четыре голоса, сочиненные и вновь исправленные Дмитрием Бортнянским».
Дмитрий Бортнянский умер 28 сентября 1825 года в Петербурге под звуки своего концерта «Вскую прискорбна еси душе моя», исполненного по его желанию капеллой в его квартире, а полное собрание его сочинений в 10 томах вышло лишь в 1882 под редакцией Петра Ильича Чайковского. Похоронен на Смоленском кладбище. В 1953 году прах был перенесен на Тихвинское кладбище при Александро-Невской лавре в Пантеон деятелей российской культуры.
После смерти композитора его вдова Анна Ивановна передала на хранение в Капеллу оставшееся наследие — гравированные нотные доски духовных концертов и рукописи светских сочинений. По реестру их было немало: «опер италианских — 5, арий и дуэтов российских, французских и итальянских — 30, хоров российских и итальянских — 16, увертюр, концертов, сонат, маршей и разных сочинений для духовой музыки, фортепиан, арфы и прочих инструментов — 61». Все сочинения были приняты и «положены в приготовленное для оных место». Точные названия его произведений указаны не были.
Но если хоровые произведения Бортнянского исполнялись и многократно переиздавались после его смерти, оставаясь украшением русской духовной музыки, то светские его сочинения — оперные и инструментальные — были забыты вскоре после его кончины.
О них вспомнили только в 1901 году во время торжеств по случаю 150-летия со дня рождения Д. С. Бортнянского. Тогда в Капелле были обнаружены рукописи ранних сочинений композитора и устроена их выставка. В числе рукописей были оперы «Алкид» и «Квинт Фабий», «Сокол» и «Сын-соперник», сборник клавирных произведений, посвященный Марии Федоровне. Этим находкам была посвящена статья известного историка музыки Н. Ф. Финдейзена «Юношеские произведения Бортнянского», которая завершалась следующими строками:
Автор призывал придворную певческую капеллу опубликовать имеющиеся в её распоряжении материалы, однако — безрезультатно.
О светских сочинениях Бортнянского вновь заговорили спустя ещё полвека. Многое к этому времени оказалось утраченным. Архив Капеллы после 1917 года был расформирован, а его материалы по частям переданы в разные хранилища. Некоторые произведения Бортнянского, к счастью, были найдены, но большая их часть бесследно исчезла, в том числе и сборник, посвященный великой княгине. Поиски их продолжаются и по сей день.