Cũng theo người em ruột kể lại thì đây là thời kỳ anh học chữ Hán một
cách hệ thống với một người chú họ là nhà nho Nguyễn Lợi, người đã từng
dịch Thoái thực ký văn và Giới Hiên thi tập. Ông học chữ Hán với quyết
tâm nghiên cứu đến nơi đến chốn vốn văn hóa thành văn cổ truyền, để
chống lại quan niệm xem thường di sản tinh thần của cha ông, của một số
người tự xưng là "Tây học". Vốn là người táo bạo, nhất là còn ở tuổi thanh
niên, Nguyễn Đổng Chi đã biểu thị quyết tâm học chữ Hán bằng một hành
vi có vẻ cực đoan: ông cạo trọc đầu, để tóc trái đào, để khỏi phải giao du,
vui chơi, do nhu cầu tất nhiên của tuổi trẻ. Và cứ thế, ông vừa học, vừa
hoàn thành bộ sách dày Việt-nam cổ văn học sử , nghiên cứu lịch sử văn
học Việt-nam trong gần năm thế kỷ đầu thời phong kiến tự chủ, nhằm
khẳng định nền văn hóa mang bản sắc riêng của người Việt so với văn hóa
Trung-hoa. Cuốn sách ra đời được nhiều người chú ý. Việc tác giả lần đầu
tiên đưa dòng văn học chữ Hán của cha ông vào văn học sử, hơn nữa lại
dám khẳng định tinh thần "quyết đánh" của Hội nghị Diên-hồng là đặc
trưng cơ bản nhất, chi phối lâu dài sự phát triển của văn học Việt-nam:
"Đánh có nghĩa là tiến bộ và tiến bộ mãi mãi... lịch sử tư tưởng, văn học
Việt-nam trước nay và sau có thể tóm tắt bằng một chữ ấy vậy", trong điều
kiện bị o ép đến ngột thở dưới chế độ thực dân phát-xít lúc ấy, đã làm cho
không ít người bỡ ngỡ lạ lùng. Trần Văn Giáp viết lời đề tựa, nhà chí sĩ
Huỳnh Thúc Kháng viết lời bạt, các học giả Nguyễn Văn Tố, Đặng Thai
Mai viết giới thiệu, phê bình, tuy không nhắc đến luận điểm rất "bạo" này
nhưng ít nhiều đều tỏ rõ thiện cảm với tác giả. Ngày nay bình tĩnh xét lại,
phải nói những luận điểm đó so với đương thời không phải chỉ có ý nghĩa
tiến bộ mà thôi, mà còn là một cống hiến mới mẻ, có giá trị gợi mở về lý
luận. Nhà sử học Văn Tân kể rằng, bấy giờ ông đang ở tù, và cùng một số
chiến sĩ cách mạng khác đang rất bực bội trước cuốn Hai bà Trưng bôi nhọ
lịch sử của Nguyễn Tế Mỹ. Cuốn sách của Nguyễn Đổng Chi xuất bản đã
chiếm được cảm tình sâu sắc của ông và các đồng chí vì nó xác định rõ, dân
tộc ta vừa có một tinh thần quật cường lại vừa có một truyền thống văn hóa
quý báu mà chủ nghĩa yêu nước, tinh thần đoàn kết, cộng đồng, là linh hồn
cốt tủy. Mấy năm trước Cách mạng tháng Tám, Nguyễn Đổng Chi còn viết