El 19 de abril de 1810 se origina el primer paso de Venezuela hacia su independencia, cuando un movimiento popular rechaza en Caracas al recién nombrado gobernador de la provincia, Vicente Emparan, quién había sido adjudicado al cargo por el rey José I de España.
El Cabildo de Caracas y parte de la burguesía y la aristocracia criolla desconoce al nuevo Capitán General, por lo que desde el balcón del pueblo ubicado en la plaza mayor, el mismo Emparan le consulta al pueblo ahí reunido sí estaban de acuerdo con que él siguiera su mandato, el cura Madariaga le hizo señas a la población presente para que contestaran "No", y eso fue lo que ocurrió.
Por lo que Emparan respondió que él entonces tampoco quería el mando, ese mismo día se levantó el acta para el establecimiento de un nuevo gobierno. El 5 de julio de 1811 se procede a firmar en la capital el Acta de la Declaración de Independencia de Venezuela, lo que genera el inicio de la Guerra de Independencia de Venezuela.
En 1812 la ciudad fue destruída casi en su totalidad por un nuevo terremoto, el tercero en menos de dos siglos, se dice que murieron más de 10 mil personas y a raíz de esto, que ocurría en plena guerra de Independencia, las autoridades religiosas, pro realistas en su inmensa mayoría, aprovechaban el fenómeno para sugestionar al pueblo, argumentando que el terremoto era un castigo divino contra los patriotas que intentaban emancipar a Venezuela, a lo que Bolívar comprendiendo el peligro de tan nociva propaganda a favor del rey español, indignado respondió con la célebre exclamación:
Si la Naturaleza se opone, lucharemos contra ella, ¡y haremos que nos obedezca!.
En 1821 Caracas pierde la capitalidad de la República , al crearse la Gran Colombia , que unía a las actuales repúblicas de Colombia, Ecuador, Panamá y Venezuela.
Sin embargo, la república Colombiana se disuelve y se deroga la Constitución de Cúcuta, por lo que en 1830 la ciudad de Caracas vuelve a ser la capital federal de Venezuela.
Las décadas subsiguientes a estos sucesos independentistas originarían un conjunto de guerras civiles y revoluciones llevadas a cabo por numerosos caudillos con ansias de poder.
El presidente Antonio Guzmán Blanco, quién durante sus gobiernos impulsó un modelo de modernización y construcción de nuevas obras públicas en la ciudad.
Hacia el último tercio del siglo XIX, Antonio Guzmán Blanco, un presidente ilustrado e influenciado por el afrancesamiento general de la época, impulsa una serie de cambios urbanos y construcciones nuevas, derribando los viejos conventos de estilo hispano y construyendo en su lugar nuevos edificios inspirados en el modelo europeo.
El presidente Guzmán Blanco trajo de Francia varios proyectos de ferrocarriles, plazas, museos, teatros y bulevares y quiso hacer de Caracas su pequeña París, por lo que gran parte de los ingresos nacionales se destinaron para transformar la arquitectura y el urbanismo de la ciudad, guiándose de las formas arquitectónicas parisinas se construyeron bulevares, edificios públicos, arcos y estatuas conmemorativas, algunas incluso en honor al mismo Guzmán Blanco.
Se dotó a la ciudad de cloacas y alcantarillas, aunque mal aconsejado, ordenó a que se utilizara el río Guaire como la vía principal de desagüe de las aguas residuales de la ciudad. También, en su gobierno se establecieron servicios eléctricos y una red de teléfonos.
La época guzmancista tuvo su rasgo más característico en la construcción de obras arquitectónicas, dándole a la ciudad el aire de eclecticismo neoclásico actual en sus más antiguas edificaciones supervivientes. Entre las más destacadas están el Capitolio, el Panteón Nacional, el Palacio de las Academias, el Teatro Municipal, el Arco de la Federación , El Calvario, la Santa Capilla , la Basílica de Santa Teresa, el Templo Masónico y con motivo del centenario del nacimiento del Libertador, la estatua ecuestre en la Plaza Bolívar.
La figura de Antonio Guzmán Blanco sigue siendo hasta hoy muy contradictoria, muchos consideran que el legado del Ilustre Americano, contribuyó más que cualquier otro régimen predecesor en la revolución urbana y culturización de Caracas, en la introducción de los cambios de infraestructura que exigía la ciudad y en el carácter civilista de su gobierno, que concluyó en la aspiración colectiva de conservar y proyectar el refinamiento de la ciudad.
A finales del siglo XIX, específicamente en 1895 se emprende la creación de una nueva empresa eléctrica, conocida hoy como la Electricidad de Caracas, que para ese entonces le suministraba a la ciudad un precario sistema de alumbrado público que iluminaba sus calles y puertos principales, la capital no era la primera en contar con un servicio de energía eléctrica, pues previamente otras ciudades del interior ya contaban con dicho servicio.
En 1897 es inaugurada en las cercanías de Caracas la segunda central hidroeléctrica de América, llamada El Encantado, que alumbra la ciudad con una potencia de 420 KW.