ante las negativas que recibió en España, montó un astillero en Portugal con un socio luso, también interesado en construir buques de hormigón. Formaron una sociedad en Vianna do Castello y construyeron un único barco que en el primer intento de botadura hizo aguas. En 1919, comenzaron a bajar los precios del hierro, por lo que el negocio del casco de hormigón dejó de ser rentable. Aunque Peña Boeuf desistió seguir dedicándose a la construcción de buques de hormigón, no abandonó Portugal.

Entabló relación con diversos banqueros del país lusitano que estaban interesados en establecer un puente en Lisboa, para restaurar la cortada comunicación por carretera y ferrocarril entre las dos márgenes del Tajo. En 1921, presentó su propuesta a la administración portuguesa y dio una serie de conferencias sobre el tema. Pero ante la inestabilidad política y las continuas moratorias que recibía por parte de las comisiones parlamentarias, decidió abandonar el proyecto y regresar a España.

Fue durante la época de la dictadura de Primo de Rivera cuando Peña Boeuf comenzó sus actividades de ingeniería relacionadas con la administración pública española. Realizó el puente de Lucus, cerca de Larache, lo que le puso en contacto con los mandos de la Dirección General de Marruecos. Posteriormente, construyó  las Casas de la Cooperativa de funcionarios del Estado. Con motivo de estas obras conoció a Severiano Martínez Anido, quien siendo Ministro de Gobernación le encargó la reorganización del puente de Gibraleón sobre el río Odiel (Huelva). El ministro quedó complacido y le ofreció el cargo de Ingeniero Director de la recién creada Confederación Hidrográfica del Guadalquivir. Peña Boeuf rehusó la oferta, puesto que recientemente había fundado un sociedad para construir hoteles en Sevilla.

Cuatro años después cayó el gobierno de Primo de Rivera y Peña Boeuf propuso a Martínez Anido constituir una empresa dedicada a realizar obras hidráulicas. A Martínez Anido le agradó el negocio y le indicó que fuesen a hablar con José Calvo Sotelo para que participara también en la sociedad. Por el momento, ante los problemas políticos por los que atravesaba España, esta propuesta no llegó a materializarse, aunque más adelante Peña Boeuf sí que entró en el negocio de las concesiones hidráulicas.

Posteriormente, Peña Boeuf participó en diversas obras públicas. Le nombraron director adjunto o asesor técnico de la Jefatura para la realización del Ferrocarril de Zamora a Orense. Las obras se paralizaron con la guerra para volver a retomarse después de terminado el conflicto. También colaboró en el proyecto de un hangar con motivo de la Exposición de Sevilla. Jorge Loring y Juan de La Cierva, con los que mantenía una buena amistad, le propusieron realizar un proyecto de hangar para la empresa aérea «Colón Transaérea». Esta obra debía de hacerse por el Estado Español, pero el proyecto se frustró.

Otra obra de importancia en la que participó Peña Boeuf fue el Acueducto de Tardienta (Zaragoza). El director del proyecto, Manuel Lorenzo Pardo, le consultó como especialista en cuestiones de hormigón armado y, con posterioridad, el Ministerio le encargó realizar el proyecto del acueducto. Recibió duras críticas durante la construcción de la obra y le exigieron llevar a cabo una prueba para comprobar la viabilidad del proyecto. Superó esta prueba, pero poco después estalló la Guerra Civil, con la consiguiente paralización de las obras.

Peña Boeuf también formó parte de la comisión de técnicos que el Ministerio de Obras Públicas creó en 1925 para informar sobre la utilización de hormigón armado en las carreteras de otros países. Con tal propósito visitaron Francia y Bélgica. Al mismo tiempo, realizó diversas patentes para la utilización de hormigón armado y algunas de ellas recibieron una buena acogida. Este fue el caso de la aplicación de un sistema por él patentado para la construcción de presas, y que recogieron los agricultores de Navarra y La Rioja para la construcción del Pantano de Alloz. En 1926 comenzaron las gestiones para la realización de estas obras y el pantano fue inaugurado en 1952.

Dentro de sus actividades docentes, en 1933 le nombraron académico numerario de la Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, y también le designaron presidente del tribunal para examinar a los profesores de la Escuela de Ingenieros Navales.

Estalló la guerra y Peña Boeuf marchó con su familia a Francia. El 31 de enero de 1938 le llamó Ramón Serrano Suñer al hotel donde estaba alojado en Biarritz y le dijo textualmente: «Se ha formado hoy el Gobierno Nacional y usted en Obras Públicas y yo en el Interior, formamos parte de él.» Juraron cargo el 1º de febrero en Burgos. Franco decidió llevar a otras provincias algunos ministerios instalados en esta ciudad y el alcalde de Santander invitó a que el Ministerio de Obras Públicas y el de Acción Sindical (Trabajo) se instalasen en la capital cántabra. Durante su estancia en esta ciudad, Peña Boeuf impulsó las obras del Ferrocarril Santander-Mediterráneo y abrió el paso de la carretera general a Burgos a través del puerto del Escudo.

Instalado el gobierno en Madrid, se dedicaron a poner en marcha el Plan General de Obras Públicas. Como no había papel para imprimir el este plan, cogieron todos los expedientes antiguos del archivo y se los entregaron a las papeleras para ser reciclados e imprimirlo sobre ese material. La precariedad era total en todos los órdenes, faltaba de todo y, además, había que realizar las obras de reconstrucción con urgencia. De este modo, primero se abordó la ejecución del Plan General en sus secciones de carreteras, obras hidráulicas y puertos. En cuanto al sector ferroviario y al aeronáutico, se dio paso a la estatalización mediante rescate del primero, con la creación de Renfe, y a la nacionalización del segundo, mediante la compra por el Estado de la mayoría de las acciones de Iberia. También abordó la canalización del río Manzanares, labor de gran importancia para el abastecimiento de agua en Madrid. El 20 de julio de 1945 recibió una carta del Jefe del Estado en la que le comunicaba su decisión de cambiar de gobierno y por la que le agradecía los servicios prestados.

De vuelta a la actividad laboral, formó una oficina técnica para atender negocios centrados en los aprovechamientos hidroeléctricos y  se reintegró a su cátedra de la Escuela de Caminos. Asimismo, abordó la publicación de varios folletos, uno de ellos titulado Desarrollo de las obras Públicas en España y otro sobre los trazados en las vías de comunicación.

Cuando falleció el conde de Guadlahorce, que ocupaba la presidencia de Renfe, Peña Boeuf recibió la visita del ministro de Obras Públicas, conde de Vallellano, y del subsecretario, Rivero de Aguilar, quienes le propusieron ocupar el cargo que acababa de quedar vacante. Peña Boeuf aceptó su oferta y fue nombrado presidente del Consejo de Administración de Renfe por el Consejo de Ministros del día 10 de octubre de 1952, pasando a tomar posesión de su cargo el 27 de dicho mes. La primera medida que tomó fue la modificación total de la estructura de la compañía. Recibió el beneplácito del Ministerio y nombró una delegación económica para que se encargase de la redacción de las bases de la reorganización. Para Peña Boeuf, esta reforma era necesaria puesto que la explotación de Renfe era deficiente, con unos ingresos que no llegaban a cubrir los gastos, a lo que había que añadir la ausencia de inversión en obras nuevas o de mejora. Como consecuencia de esto, había que recurrir anualmente al Ministerio de Obras Públicas para que hacer frente al déficit de la compañía. Además, cuando Peña Boeuf se hizo cargo de la jefatura de Renfe, ésta no podía adquirir directamente muchos materiales básicos, ni contratar libremente material fijo o móvil, ni mucho menos podía variar las tarifas. A pesar de estas penurias y desorganización inicial, Renfe, bajo el mandato de Peña Boeuf, inició una política de racionalización de la explotación mediante la renovación del parque móvil y de las infraestructuras viarias. El 31 de mayo de 1957 Peña Boeuf dejó la presidencia de la compañía.

Asimismo, fue Procurador en Cortes desde 1943 hasta 1964, año en el que falleció.