西方近代的实证主义思潮，最早是作为一种科学方法论而被介绍到中国的。严复是系统地介绍西方实证主义方法论的第一人。根据自己的理解，严氏把这方法称之为“实测内籀之学”。所谓实测，就是以事实观察和实验作为一切知识的出发点和评价标准。在他看来，西方学者“其为学术也，又一一求之实事实理，层累阶级，以造于至大至精之域，盖寡一事焉可坐论而不可起行者”。因为在他们看来，“理之诚妄，不可以口舌争，其证存乎事实”。所谓内籀，就是用归纳的方法以求得因果联系，“内籀者，观化察变，见其会通，立为公例者”。他认为，一切知识均来自于对事实的归纳，“公例无往不由内籀，不必形数公例而独不然也”。因此，“明者著论，必以历史发现者为之本基，其间抽取公例，必用内籀归纳之术，而后可存”。从方法论的角度来看，他认为实证论哲学的精髓就在于，“一理之明，一法之立，必验之物物事事而皆然，然后定之为不易。其所验也贵多，故博大。其收效也必恒，故悠久。其究极也，必道通为一，左右逢源，故高明。方其治之也，成见必不可居，饰词必不可用，不敢丝毫主张，不得稍行武断，必勤必耐，必公必虚，而后有以造其至精之域，践其至实之途。迨夫施之民生日用之间，则据理行术，操必然之券，责未然之效。先天不违，如土委地而已矣”。后来，严氏又翻译了穆勒的《名学》，开始系统地把近代西方的实证主义哲学认识论和方法论介绍到中国。
如果说严复开启了系统地介绍西方近代实证论思想的先河，那么王国维则是从实证主义立场来进行新史学建设的先驱。王氏早年曾潜心研究近代西方哲学，尤其是康德和叔本华的哲学。正是在这一研究过程中，他敏锐地发现了西方近代实证论哲学和唯意志论哲学的矛盾，并由此而引发了他“知”与“情”的内在冲突。他说：“哲学上之说，大都可爱者不可信，可信者不可爱。余知真理，而余又爱其谬误。伟大之形而上学，高严之伦理学，与纯粹之美学，此吾人所酷嗜也。然求其可信者，则宁在知识论上之实证论，伦理学上之快乐论，与美学上之经验论。知其可信而不能爱，觉其可爱而不能信，此近二三年中最大之烦闷。”在这种强烈的知情冲突中，王氏后来选择了“求其可信者”——“知识论上之实证论”，特别是能求得“事物道理之所以存在之由与其变迁之故”的史学，作为自己的安身立命之业。在他看来，学问本无新旧、中西和有用无用之分，只有门类之别：“今专以知言，则学有三大类，曰科学也，史学也，文学也。凡事物必尽其真，而道理必尽其是，此科学之所有事也。而欲求知识之真与道理之是者，不可不知事物道理之所以存在之由与其变迁之故，此史学之所有事也。若夫知识道理之不能表以议论，而但可表以情感者，与夫不能求诸实地，而但可求诸想象者，此则文学之所有事也。”正因为史学是一门追求“事物道理之所以存在之由与其变迁之故”的学问，所以它必然以求真求是为宗旨，因此，科学研究中的实证论原则——通过实证而确定事实的原则——也同样适用于史学研究。纵观王氏的史学实践，科学实证精神自始至终贯穿其间。他认为，研究历史首先就是确定事实，而事实的确定，应该以事实本身来决之，而不能用其他外在的标准。用他的话来说，就是“吾侪当以事实决事实，而不当以后世之理论决事实，此又今日为学者之所当然也”。罗振玉在总结王氏的史学成就时，有这样几句话：“其术皆由以博反约，由疑而得信，务在不悖不惑，当于理而止。”这几句话也可以说是对王氏“以事实决事实”的一种诠释。所谓“由博以反约”，就是广泛收集事实材料，不仅是纸上文献，还包括地下实物，务求事实准确无误。所谓“由疑而存信”，就是不轻信，不盲从，疑则存疑，知之为知之，不知为不知。总之，一切结论都来自对事实材料的全面归纳。王氏的这种治史方法，在一定的程度上继承了清代乾嘉学派的“实事求是”的学术传统，但是，在更大的程度上还是借鉴了近代西方的实证主义方法论。正像王氏之弟王国华所总结的那样，王氏之学“虽有类于乾嘉诸老，而实非乾嘉诸老所能范围。其疑古也，不仅决其理之所难符，而必寻其伪之所自出；其创新也，不仅罗其证之所应有，而必通其例之所在。此有得于西欧学术精湛绵密之助也”。所谓“精湛绵密”的西欧学术，主要就是指西方近代的实证主义归纳方法和怀疑精神。
就在王国维以实证论重建古史的同时，梁启超则开始了从实证论的角度来建设新史学的理论探索。梁启超早在流亡日本期间，就对西方近代的实证论哲学十分关注。1903年前后，他接连发表了多篇有关“西儒学案”的文章，通过梳理培根、霍布斯、笛卡尔、洛克和康德等西方经验论和唯理论哲学家的思想，从而使得他对西方近代实证论思想的源流有着更加深刻的理解。梁氏流亡日本之日，正是实证主义史学在日本风行之时。被视作日本近代新史学元老的坪井九马三、浮田和民等人，也都在此期间推出了介绍西方实证主义史学理论和方法论的著作。一时间，英国史学家弗里曼、德国史学家伯伦汉和法国史学家塞诺博斯等人的史学理论与方法论，纷至沓来。从总体上来看，这些人的史学观点并不完全一致，但是他们都毫无例外地严格遵守实证主义的原则，强调史料的收搜、鉴别和整理，严格区分史料与神话传说，并进一步发展了由兰克所建立的一整套考订、辨析史料的“外证”和“外证”方法。如德国史学家伯伦汉的《史学方法论》一书，绝大部分篇幅都用于专门讨论史料考订的方法。再如法国史学家朗格罗瓦和索诺博斯合著的《历史研究引论》一书（中文译本改为《史学原论》），几乎通篇都是在讨论史学研究的技术问题，尤其是史料文本的考订技术问题。耳濡目染之下，梁启超对西方实证主义史学的精髓有了更深的理解。1922年，梁氏出版了《中国历史研究法》一书，首次从理论的高度，系统地表述了以实证论来建设中国历史学学科的构想。在该书中，梁氏从实证主义立场出发，认为“吾侪今日所渴求者，在得一近于客观性质的历史”。所谓“客观性质的历史”，就是“务持鉴空持平之态度，极忠实以搜集史料，极忠实以叙论之，使恰如其本来。当如格林威尔所云‘画我须是我’。当如医者之解剖，奏刀砉砉，而无所谓恻隐之念扰我心曲也”。实证主义哲学的奠基者孔德认为，人类知识的发展，相继经过三个不同的阶段，即神学的或虚拟的、形而上学的或抽象的以及科学的或实证的阶段。根据这一学说，梁氏划出科学与非科学（神学和玄学）的界限。在他看来，无论是自然科学还是社会科学，都以“客观公认之事实为重”，因此它们“罔不恃所能得之资料为其研究对象”，而玄学与神学则正好相反，它们“所致力者在瞑想，在直觉，在信仰”。因此，要想把历史学建设成为一门科学，首要的问题就是要把史料搞清楚。用他的话来说，就是“史料为史之组织细胞，史料不具或不确，则无复史之可言”。在该书的第四和第五两章中，他用了大量的笔墨，条分缕析史料的来源、搜集、鉴别和整理工作。如前所述，西方近代的实证论哲学，反映在方法论上就是对事实的归纳和演绎。纵观《中国历史研究法》一书，梁氏的用心正在于用归纳的方法，通过对史料的系统搜集与整理，来建设他心目中的“科学”的新史学。正像他后来所说的那样：“现代所谓科学，人人都知道是从归纳研究法产生出，我们要建设新史学，自然也离不开走这条路。所以我旧著《中国历史研究法》极力提倡这一点，最近所讲演《历史统计学》等篇，也是这一路精神。”20世纪20年代初期，随着新文化运动中科学大潮的高涨，实证论开始作为一种科学的方法而受到高度的重视。人们普遍相信，“近代科学之新生，无一非受方法之赐”，“科学之可贵，不在其出品，而在其方法也”。就历史研究而言，所谓科学的方法就是建立在实证论基础之上的“审订史料的方法”。胡适甚至认为，“西洋近百年来史学大进步，大半都由于史料审订的方法更严密了”。许冠三认为，“在二十世纪的名学人中，胡适是最先有方法自觉的一位”。的确，胡氏一生都以倡导“科学方法”自居。从早年的《中国哲学史大纲·导言》（1918年）、《实验主义》、《清代学者治学的方法》（1919—1921年）、《治学方法与材料》（1928年），直到中年时代的《考据学的责任与方法》（1946年）、《治学方法》（1952年）以及晚年的《历史科学方法》（1958年）、《中国哲学里的精神与方法》（1960年）等，胡氏一生有关方法论的文章，总数当在百万言以上。其实，胡适所讲的“科学方法”，就是实证主义的方法。在胡适看来，所谓科学，就是指“一种思想和知识的法则”，体现在方法论上，就是“考据”、“考证”或“有证据的探讨”，而“有证据的探讨”也正是“一切历史科学（所共用）的治学方法，例如研究历史学、考古学、地质学、古生物学、天文物理学等都是一样的”。历史学与自然科学的区别，不在于方法论的差异，而在于“历史科学里的‘证据’无法复制。历史科学家只有去寻找证据；他们不能（用实验方法）来创制或重造证据”。最能体现胡氏“科学方法”要旨的，便是“大胆的假设，小心的求证”所谓十字真言，而其核心便是寻求证据的实证原则。胡氏认为，“科学的方法，说起来很简单，只不过‘尊重事实，尊重证据’。在应用上，科学的方法只不过‘大胆的假设，小心的求证’”，因为“科学精神（就）在于寻求事实，寻求真理；科学态度（就）在于搁起感情，只认得事实，只跟着证据走”，“没有证据，只可悬而不断；证据不够，只可假设，不可武断，必须等到证据之后，方才奉为定论”，“证据的充分与不充分”，才是“信仰与怀疑的标准”。然而，胡适毕竟只是一位实用主义者。实用主义历史观与实证主义方法论的内在矛盾，使得他的理论破绽百出。从实证主义的方法论出发，他认为“历史科学”的前提是“证据”，是“材料”；但实用主义的历史观又使得他无法忘情于假设、想象等主观因素。应该承认，在科学研究过程中，假设和想象都是必不可少的。但是，胡适从实用主义的立场出发，把它们抬高到了不适当的高度。在解释“大胆的假设”这一原则时，他就认为，“假设是愈大胆愈好”，“假设不大胆，（就）不能有新发明”，甚至认为假设本身也“可以自由产生材料”。关于想象，他解释说：“做历史有两方面：一方面是科学——严格的评判史料，一方面是艺术——大胆的想象力。史料总不会齐全的，往往有一段，无一段，又有一段。那没有史料的一段空缺，就不得不靠史家的想象力来填补了。”如果假设“可以自由产生材料”，如果史家可以通过“想象力”来填补史料，那么，所谓实证原则和“科学精神”又该作何解释？