Первые восемнадцать сонат, созданные до 1767 года, невелики по размерам, различны по композиции и порою даже не носят названия сонат («партиты», «дивертисменты»). На этих образцах заметно, что Гайдн изучал произведения Ф. Э. Баха, хотя дух его патетики и характер импровизационно-патетического изложения почти не ощутимы. Состав цикла в ранних сонатах еще не определился. В отдельных произведениях (6-я и 8-я сонаты) он, по образцу симфоний, четырехчастный. В отличие от Ф. Э. Баха Гайдн пишет сонаты с менуэтами: Allegro — Andante — менуэт или Allegro — менуэт. Allegro еще очень неразвито, и единый тип движения, однообразная фактура стирают его тематические и формальные грани (например, сплошное движение триолями в 3-й сонате). В медленных частях избирается какой-либо тип изложения, связанный с теми или иными жанровыми традициями: прелюдирование (Andante 1-й сонаты), тип скрипичного соло с сопровождением (Largo 2-й сонаты). Начиная с 5-й сонаты менуэт уже обычно не заключает цикла, а входит в середину его, а начиная с 17-й — часто выпадает совсем. Любопытны в своем роде три сонаты, 7-я, 8-я, 9-я, как миниатюрные произведения, значительно более узкие по своим масштабам, чем предыдущие. В Allegro 7-й сонаты всего 23 такта. В 9-й сонате финалом служит скерцо. Некоторые произведения этой группы не могут быть даже названы сонатами из-за свободной трактовки первой части, миниатюрного и неразвитого сонатного allegro, написанного лишь в тональном плане старой сонаты (TDDT) или в форме da capo (11-я соната).
1767 год принес особенно много сонат, и в некоторых из них уже чувствуются поиски нового выразительного тематизма. Понемногу обогащается и изложение, хотя и весьма наивными приемами: в 16-й сонате возникает небольшая пассажная каденция. Заметный сдвиг происходит в 19-й сонате. Одновременно с расширением общего масштаба цикла здесь ощутимо и усложнение самого типа изложения: раздвигается диапазон звучания, обогащается фактура. Уже в пределах Allegro тематические грани выделены различными фактурными приемами: первая тема — ломаными пассажами, вторая — репетициями в клавесинном стиле, заключительная партия — альбертиевыми басами.
В сонатах 1770-х годов (с 20-й по 38-ю), также как в симфониях и квартетах тех лет, Гайдн чрезвычайно упорно вырабатывал свой стиль, который еще не совсем установился. Теперь композитор больше не возвращается к узким масштабам цикла. Он входит в полосу больших исканий. Даже состав цикла у него неустойчив. Углубляется содержание сонат. Отдельные из них по облику уже вполне характерны для Гайдна и приобретают историческое значение: 31-я (E-dur), 35-я (C-dur), 36-я (cis-moll), 37-я (D-dur). В ряде сонат видно настойчивое желание порвать со старым клавесинным стилем письма: в сонатах 27-й и 31-й появляется элементарная фортепианная фактура (альбертиевы басы, гармонические фигурации). Сонатные allegro уже более развиты, иногда специфически пассажны по фортепианной фактуре (23-я соната). Тематизм подчас носит явно патетический характер, как в симфониях и квартетах тех лет. Местами выступает характерная для Гайдна тенденция к цельности сонатного allegro — даже за счет тематических контрастов. Так, 36-я соната, очень развитая по своему фортепианному стилю и достаточно широкая по общим масштабам, в то же время по существу монотематична в первой части. Медленные части сонат еще очень неровны по своему характеру и значению в цикле. В 37-й сонате, например, импровизационное Largo чрезвычайно неразвито, как бывало в старинном концерте, когда оно служило всего лишь переходом к финалу, — в нем 18 тактов. И тут же замечательное Adagio c-moll из 38-й сонаты поражает своим вдохновением, серьезной и субъективной патетикой (Гайдн воспринимал c-moll как патетическую тональность). Менуэты, которые уже очень редко появляются в сонатах этого периода, заметно отличаются от симфонических и квартетных своей изысканностью и меньшей остротой и «выходками». В отдельных случаях, впрочем, менуэты могут быть даже тождественными в сонате — и симфонии: таков менуэт-канон в 26-й сонате и 47-й симфонии. В итоге этого периода фортепианный стиль Гайдна освобождается от старинных клавесинных приемов, в частности от вязких линеарных басов.