El descubrimiento del río Amazonas, o Marañón, constituye uno de los hechos más relevantes de la exploración española de América. La edición original de este libro llevaba el largo y descriptivo título Relación que escribió Fr. Gaspar de Carvajal, fraile de la Orden de Santo Domingo de Guzmán, del nuevo descubrimiento del famoso río grande que descubrió por muy gran ventura el capitán Francisco de Orellana desde su nacimiento hasta salir a la mar, con cincuenta y siete hombres que trajo consigo y se echó a su aventura por el mencionado río, y por el nombre del capitán que le descubrió se llamó el Río de Orellana. El texto fue editado en Sevilla en 1894 por el prestigioso historiador chileno José Toribio Medina. Ángel Luis Encinas Moral, el editor actual, aporta una conversión exhaustiva de los textos de los siglos XVI y XIX, que figuran en la edición original, a la grafía española de comienzos del siglo XXI, así como a la lengua española hablada actualmente en España e Hispanoamérica. Asimismo, esta edición incluye la “Introducción histórica” que escribió José Toribio Medina a la obra del P. Gaspar de un trabajo histórico de investigación extraordinario,en el que se recoge inicialmente la “Documentación del viaje de Orellana” en dos series, una que agrupa los documentos del viaje de Francisco de Orellana por el río Amazonas abajo, y otra, en la que se narran las vicisitudes y acontecimientos del descubrimiento y conquista de los territorios ubicados a orillas de este río y que fueron agrupados en su época bajo el nombre de Nueva Andalucía. En ella se hace también una detallada descripción de las relaciones existentes entre los militares españoles, y entre éstos y la Corona de España, así como del papel que jugó ésta en todo el proceso del descubrimiento del Amazonas por el capitán Francisco de Orellana.
Tras ingresar en la orden dominica, marcha a Perú en 1523, dedicándose a la conversión de los indígenas.
En 1540 es capellán en la expedición de Gonzalo Pizaro, en busca del País de la Canela al este de Quito. La expedición a atravesó los Andes y se internó en la selva amazónica. Pizarro ordenó a su segundo al mando que con cincuenta hombres (entre los que se encuentra Gaspar de Carvajal) descendiese el río Napo en en busca de provisiones.
Orellana alcanzó la confluencia del Napo y el Trinidad, pero no encontró provisiones. Sin poder volver atrás por la fuerza de la corriente, decide seguir río abajo, hasta llegar a la desembocadura del Amazonas. Los datos de la expedición de Orellana registrados por fray Gaspar de Carvajal proporcionan información de gran interés etnológico tales como disposición y tamaño de los poblados, ocupación continua a lo largo de las barrancas del río, caminos amplios que comunican el río Amazonas con la tierra firme, tácticas de guerra, rituales, costumbres y utensilios.
A su regreso al Perú, Carvajal fue elegido subprior del convento de San Rosario en Lima. En este puesto, fue elegido para arbitrar entre el virrey, y los auditores de la Real Audiencia en 1554, pero infructuosamente.
Después de la pacificación del Perú, fue enviado por sus superiores como misionero a Tucumán, siendo nombrado protector de los indios en el país. Trabajó durante años en este territorio, registrándose que convirtió a la mayor parte de los indígenas de la zona.
En 1553 fue instituido como prior del convento de Huamanga y provincial de Tucumán. Hay constancia de una carta de Carvajal al rey informándole de los abusos que con los indios se cometen en las minas del Perú y pidiéndole intervenga en favor de los indios.