Urbanista
Při práci na výstavě se Burnham začal zajímat o parky a plánování měst. Věřil, že zlepšené městské prostředí může jeho obyvatelům přinést pozitivní proměnu. První příležitost uplatnit své myšlenky v praxi (předtím své představy bezvýsledně prezentoval v Chicagu) se Burnhamovi naskytla v roce 1901, kdy se stal faktickým předsedou senátní komise pro parky, nazývané také McMillanova komise (podle michiganského senátora Jamese McMillana, který byl předsedou senátního výboru pro District of Columbia). Burnham přizval svého přítele McKima a Fredericka Law Olmsteda mladšího (syna slavného zahradního architekta, s nímž Burnham pracoval na veletrhu), aby se k němu připojili při přepracování a rozšíření původního plánu Pierra-Charlese L’Enfanta z roku 1791: ujali se většiny skutečných prací. Pod Burnhamovým vedením a na základě precedentů v Paříži a zejména v Římě si tým představoval velkolepé, uspořádané národní hlavní město, které mělo odrážet postavení Ameriky jako rodící se světové velmoci. Jejich plán pro hlavní město zahrnoval komplexní systém parků a nově definoval National Mall a jeho okolí. Burnham dále koncipoval Union Station, železniční stanici, jako formální veřejnou bránu do monumentálního jádra města a jako prvek, který je nedílnou součástí plánu města. Po zveřejnění se McMillanovu plánu dostalo široké pozornosti a uznání.
Fueled by the Progressive era’s interest in municipal improvement, other cities requested Burnham’s planning services. In 1902–03 Burnham, with architects Arnold W. Brunner and John M. Carrère, prepared for the city of Cleveland a „Group Plan“ for a new downtown civic centre of Beaux Arts buildings formally arranged around a rectangular park. V roce 1905 navrhl Burnham pod záštitou předních soukromníků sdružených ve Sdružení pro zlepšení a okrášlení San Francisca pro San Francisco mnohem komplexnější plán. Po zemětřesení v roce 1906 však tento plán nebyl realizován. Burnhamova architektonická praxe mezitím nadále vzkvétala. Jako urbanista se proslavil natolik, že když byly Filipíny po španělsko-americké válce postoupeny Spojeným státům, požádala federální vláda Burnhama, aby vytvořil „plán zkrášlení“ Manily a navrhl zcela nové letní hlavní město Baguio na Luzonské vysočině. V odpovědi doporučil zachovat staré opevněné španělské město Manila a v obou městech využil známé prvky City Beautiful: systém parků, síť diagonálních komunikací pro zefektivnění dopravy a komplex občanského centra, formálně uspořádaného jako srdce obce.
Burnham tak do svého mistrovského díla, plánu Chicaga z roku 1909, napsaného s jeho mladým spolupracovníkem Edwardem Bennettem, vnesl celoživotní zkušenosti. Kniha, kterou vydal a napsal Commercial Club of Chicago, soukromá skupina občansky smýšlejících podnikatelů, kteří s Burnhamem na zprávě úzce spolupracovali, je považována za mezník v dějinách urbanismu. Uznávala město v jeho kontextu, nikoliv jako izolovaný soubor budov, ale jako organický celek propojený se svým regionem a vzájemně s ním související. Zahrnovala oblast o poloměru 60 mil, která zahrnovala tři státy a Michiganské jezero. Plán byl vizionářský a zároveň podrobný, odvážně se vyrovnával se složitostí moderního průmyslového města a tvrdil, že lze nalézt řešení, která zlepší infrastrukturu, zmírní dopravní zácpy, zajistí volný prostor a zlepší fyzické prostředí trvalým a smysluplným způsobem pro jeho obyvatele. Vyhrazení nábřeží jezera jako veřejného prostoru bylo jedním z hlavních Burnhamových zájmů a jedním z nejvýznamnějších úspěchů plánu.
Burnham a členové Komerčního klubu si uvědomovali důležitost marketingu pro získání podpory pro své myšlenky. Za tímto účelem byl Plán Chicaga pěkně vytištěn a obsahoval sugestivní kresby toho, jak by Chicago mohlo vypadat, proložené fotografiemi a podrobnými mapami a grafy. Plán byl vydán pro veřejnost 4. července 1909. Při jeho přípravě byly vedeny konzultace s občanskými, kulturními a vzdělávacími představiteli a byla připravena putovní výstava kreseb vytvořených pro tento projekt, která byla vystavena ve Spojených státech i v zahraničí. Plán Chicaga vychází z evropských precedentů, zejména z Paříže barona Haussmanna s širokými diagonálními ulicemi, a také z koncepcí rovnováhy, osovosti a symetrie ve stylu Beaux Arts. Ačkoli se Plán Chicaga zpočátku setkal s velkým ohlasem, nebral v úvahu obrovský vliv automobilů. Někteří kritici již tehdy upozorňovali, že ignoruje bydlení a další naléhavé městské sociální problémy. Burnhamův nezveřejněný návrh plánu však obsahuje pozoruhodný sociální program. Jiní od té doby tvrdí, že Burnhamův plán představuje elitářský pohled s důrazem na sociální kontrolu a pořádek; podle těchto kritiků je příliš komplexní, než aby mohl být plně realizován, a příliš monumentální, než aby mohl být humánní. Plán Chicaga nicméně inspiroval celé generace chicagských obyvatel a dalších lidí k úsilí o dosažení ideálu krásného a efektivního města.
Burnham se nedočkal realizace žádného aspektu svého plánu Chicaga. Již s diagnózou cukrovky zemřel 1. června 1912 na otravu jídlem během cesty do zahraničí a je pohřben na hřbitově Graceland v Chicagu.