En 1854, Claudio Gay y sus colaboradores habían publicado hasta el tomo sexto de la Historia Física y Política de Chile, principalmente los tomos de historia propiamente tal. Tanto en el tomo quinto como en el sexto, Gay abordó la historia de la Independencia de Chile, en unidad con el de la historia de la conquista y el período colonial, de manera consecutiva y cronológicamente ordenada para su entendimiento general. Sin embargo, a pesar de la erudición de esos textos y de la importante cantidad de fuentes consultadas por el autor, este creía que dicho proceso emancipatorio necesitaba una obra aparte, dedicada exclusivamente a relatar los detalles de la misma.

De esa forma, entre 1854 y 1856 abandonó sus estudios científicos y retomó su labor historiográfica. Así, trabajó en la investigación y redacción de la Historia de la Independencia Chilena publicada en dos tomos en 1856.

En el prólogo de la Historia de la Independencia Chilena, Claudio Gay expuso la importancia de rescatar de manera particular esos episodios, puesto que eran "la parte más noble, la más importante y la más gloriosa de su historia, presentándose como emblema del gran movimiento social que ha sacado al país de sus pañales, y le ha hecho crecer de repente, comunicándole bastante fuerza para conquistar su nacionalidad, que el egoísmo le había negado hasta entonces" (Gay, Claudio. Historia de la Independencia Chilena. Tomo I, Paris: Imprenta de E. Thunot, 1856, p. 5).

Por otra parte, comparó la situación de tranquilidad del país tras la guerra de independencia con el resto de los países del continente y valoró el orden político, económico y social que Chile había alcanzado en la década de 1840, con lo que pasó por alto las disputas políticas y militares, los motines liberales y la fuerte represión que el sistema autoritario y conservador había impuesto. Claudio Gay entendió su propia obra sobre la independencia como un relato heroico y fundacional de la nación, profundamente erudito pero inconcluso y creía que las generaciones posteriores de historiadores formados en la Universidad de Chile debían terminarla.

Además, dejó clara su posición sobre cómo continuar escribiendo la historia nacional y se mostró inclinado a la historia narrativa, y rechazó todo tipo de intervención subjetiva o filosófica. Para Gay "este modo enteramente filosófico de tratar la historia solo podría ser conveniente a una compuesta de generalidades; pues exige un estudio mucho más profundo sobre la materia, y la intervención de uno de aquellos entendimientos privilegiados y superiores, que reúnen a un gran talento de apreciación un juicio sano e imparcial y grandes conocimientos de detalle. No creo que sea aún tiempo de escribir bajo este aspecto la historia de la independencia chilena. Lo que es más de desear por ahora es que cada cual contribuya con su piedra para la construcción de tan magnífico edificio, y en este sentido hemos creído poder continuar nuestra historia, a lo menos hasta la época en que la República ha sido real y sólidamente constituida" (Gay, p. 16).

Para reconstruir la historia de la gesta emancipatoria, Gay utilizó fuentes y documentos que previamente había encontrado en su viaje a Lima, como la correspondencia de los generales españoles Antonio Pareja (1752-1813), Mariano Osorio (1777-1819) y José Ordóñez (1789-1819), su entrevista con Bernardo O´Higgins (1778-1842) y la obtención, a través del mismo libertador, de su archivo personal sobre la guerra y sobre su gobierno. También volvió a visitar los archivos de Santiago y de Concepción y de las intendencias de otras provincias del país; tuvo acceso a la colección completa de la Aurora de Chile, El Monitor Araucano, El Araucano y otros tantos periódicos conservadores y liberales publicados entre 1820 y 1840. Tuvo también acceso a archivos personales y consiguió parte de la correspondencia y una copia completa del diario militar de José Miguel Carrera (1785-1821); copias de los diarios personales del coronel Jorge Beauchef (1784-1840), Manuel de Salas (1754-1841), Camilo Henríquez (1769-1825) y otras personas que participaron de la revolución, guerra civil y proceso de construcción de la República.

Estas fuentes documentales las complementó con las denominadas "conversaciones históricas" que sostuvo durante sus viajes por el territorio nacional con figuras importantes de la independencia como Juan Miguel Benavente, Juan Francisco Meneses (1785-1860), Juan Gregorio de las Heras (1780-1866), Gaspar Marín (1772-1839), Agustín Vial (1772-1838), José Joaquín Prieto (1786-1854), entre muchos otros.

Como señala el historiador Guillermo Feliú Cruz (1900-1973), quien recopiló la traducción de las conversaciones e incluyó a las mismas un ensayo sobre la obra de Gay, estos diálogos con los protagonistas directos de la historia fueron de gran importancia ya que "algunas veces el recuerdo suple al documento; en otras, lo completó, y, en no pocas ocasiones esclareció lo que aparecía confuso. El procedimiento del francés, usado con frecuencia en la historiografía moderna europea del siglo XIX, ilustró el conocimiento de los hechos, les dio un tono vivo y colorido; pero, como en el caso de las memorias personales, deformó la realidad y exaltó el personalismo. (…) Con el relato personal, los sucesos tomaron ordinariamente un color y relieve que no fluían del conjunto documental de que dispuso" (Feliú Cruz, Guillermo. Conversaciones históricas de Claudio Gay con algunos de los testigos y actores de la Independencia de Chile: 1808-1826, precedidas de un estudio sobre Gay, historiador. Santiago: Editorial Andrés Bello, 1965, p. 13).

En su contenido, los dos tomos abordan el contexto chileno y americano desde 1808, pasando por la organización de las juntas de gobierno; las obras de José Miguel Carrera y sus diferencias con Juan Martínez de Rozas (1759-1813) y O´Higgins, entre otros sucesos relacionados con las confrontaciones entre los patriotas; un capítulo que resaltó las principales ideas políticas y filosóficas de los patriotas; el proceso de la reconquista española; los nuevos levantamientos patriotas y la formación del Ejército Libertador por José de San Martín (1778-1850) y O´Higgins; las principales batallas por la independencia de Chile; la conformación de la Escuadra Nacional y la expedición libertadora del Perú; hasta el gobierno y posterior abdicación de Bernardo O´Higgins.