Per Dekret vom 20. April 1749 wurde er zum Maestro coadiutore (Vize­kapell­meister) der Cappella Giulia am Peters­dom er­nannt, wo er am 1. Januar 1750 seinen Dienst an­tre­ten sollte. Er liess je­doch diesen Termin ver­strei­chen und begab sich statt­dessen zur Auf­füh­rung seiner Opera buffa «L’uccellatrice» nach Venedig.

Das Angebot des Herzogs Carl Eugen von Württem­berg, nach Stutt­gart zu kommen und dort als Hof­kapell­meister in seine Dienste zu treten, er­öffnete Jommelli eine neue Per­spek­tive. Im No­vem­ber 1753 er­hielt er offi­ziell sein neues Amt, das er für die nächsten 16 Jahre be­klei­dete. Sein Dienst­ver­trag ge­währte ihm weit­rei­chende Befug­nisse, die über die sonst für Hof­kapell­meister übli­chen Kom­pe­ten­zen weit hinaus­gingen. Der württembergische Hof erlebte unter Jommelli und dem gleich­zeitig mit ihm enga­gier­ten Ballett­meister Jean-Georges Noverre die wohl glanz­vollste Periode seiner Kultur­ge­schichte.

Im Jahr 1769 liess er sich wieder in der Umge­bung von Neapel nieder. Der opu­lente, mit fran­zösi­schen Ein­flüssen ange­rei­cherte Stil war in Italien aber nicht ge­fragt. Ende 1771 erlitt Jommelli einen Schlag­anfall, kom­pon­ierte aber weiter­hin Kan­taten. Am 25. August 1774 erlag er einem zweiten Schlag­anfall.

Jommellis Bedeu­tung liegt neben der Kirchen­musik haupt­säch­lich auf dem Ge­biet der Oper. Ob­wohl er auch komische Opern schrieb, zählt er in erster Linie zu den mar­kan­tes­ten Ver­tre­tern der Opera seria um die Mitte des 18. Jahr­hun­derts. Jommellis Kirchen­musik, be­son­ders sein Requiem und das Ora­to­rium «La passione di Gesù Cristo», wurden eben­falls sehr ge­schätzt. Sie be­dienen sich, wie damals in Italien üblich, ähnli­cher Stil­mittel wie die Oper, machen aber häu­figer Ge­brauch von kontra­punk­tischen Satz­tech­niken wie Kanon und Fuge. Diese ver­wend­ete Jommelli auch in seinen späten Opern, von denen es umge­kehrt hiess, sie erin­ner­ten zu sehr an Kirchen­musik.