Reçu premier à l'agrégation d'histoire en 1864, Gabriel Monod devient professeur d'histoire au lycée de Laval. En 1872, il épouse Olga Herzen, fille du révolutionnaire russe Alexandre Herzen, ce qui le lie définitivement avec l'intelligentsia européenne dont Nietzsche, ami de la mère adoptive d'Olga, Malwida von Meysenbug.
Il crée en 1876 avec Gustave Fagniez la Revue historique, revue fondatrice de l'école historique dite méthodique, patronnée par Ernest Renan ou Jules Michelet. Cette revue est proche du milieu franc-maçon et protestant, se conçoit d'abord comme un organe de combat contre la Revue des questions historiques, animée par des aristocrates ultramontains et légitimistes et se place du côté de la République opportuniste de Gambetta ou ferry. Gabriel Monod est de ceux qui établissent la fausseté du document accusant Alfred Dreyfus et devient un dreyfusard convaincu.

Président de la IVème section de l'École pratique des hautes études, professeur à l'École normale supérieure en 1880, puis à la faculté des lettres de Paris en 1904, il est élu membre de l'Académie des sciences morales et politiques en 1897. À sa retraite en 1906, Monod reçoit une chaire du Collège de France, taillée sur mesure, intitulée « Histoire générale et méthode historique ».