Exploración Fundación y constitución
Ya en 1868, el entonces presidente de Bolivia, Mariano Melgarejo Valencia decreta la fundación de la "caleta La Chimba", la cual posteriormente cambia de nombre a Antofagasta. Este nombre, según algunos documentos, lo habría puesto el mismo mandatario porque tenía propiedades en un sector llamado Antofagasta de la Sierra ubicado en la Provincia de Catamarca (actualmente Argentina). Antofagasta comienza su constitución con el trazado de su primer mapa (en la imagen), la cual fue diseñada en 1869 y establece los puntos cívicos e industriales. En 1872 se fundó la Municipalidad, los munícipes fueron 6 chilenos, 2 alemanes y 1 inglés y el primer alcalde fue Matías Rojas.
Según el libro Narraciones Históricas de Isaac Arce "Antes de 1854, el sitio que hoy ocupa Antofagasta era completamente ignorado". Esto, fundado en la base de que ningún documento ni mapa en la época mostraba la existencia de algún punto o asentamiento en lo que hoy es la ciudad. En este sentido surgieron primero Cobija (bautizado inicialmente como Puerto Lamar) y posteriormente Tocopilla y Mejillones. Antofagasta seguía siendo un lugar inexplorado, pero según un documento que hizo llegar Juan López al gobierno de Bolivia en 1872, éste inició sus exploraciones en 1845, donde asegura que desembarcó en Punta Jara, lugar ubicado en ese entonces al sur de lo que hoy es Antofagasta.
Poblamiento Incorporación a la soberanía nacional
Habría sido entre agosto y noviembre de 1866 en que comenzaron a llegar los primeros habitantes actuales al territorio (sin considerar los primeros grupos de cazadores y recolectores prehispánicos). No obstante el primer habitante "reconocido" fue el explorador Juan "Chango" López. De ahí aparecieron nuevos exploradores entre los que destacó José Santos Ossa, quien descubrió salitre y otros minerales que aumentaron el interés de otros cateadores. Posteriormente Juan López tuvo problemas para costear su incipiente empresa y poco a poco se encaminó a la ruina. En 1872 envió un oficio al gobierno de Bolivia solicitando amparo por haber encontrado riqueza en sus tierras. No se sabe si la solicitud fue aceptada.
Ya con la actividad industrial en pleno auge, conflictos de interés de los empresarios chilenos e ingleses que operaban en Antofagasta con el gobierno boliviano llevaron a éste último a decretar el embargo de las empresas salitreras privadas. Ante la protesta de los empresarios se pidió la mediación del gobierno chileno, el cual poco y nada pudo hacer. Finalmente el remate de las empresas fue establecido para el 14 de febrero de 1879. A las 8.00 A.M de ese día, tropas del Ejército de Chile se tomaron la entonces boliviana ciudad de Antofagasta. Este paso militar dio apertura a la Guerra del Pacífico y a que Antofagasta pasara al territorio nacional.