1831年12月27日，“比格犬号”离开了达文波特港，起航入海。达尔文将他的新家亲切地称为“可爱的小船”。这艘船只有三十一米长，船员却有七十名。船上拥挤的生活自然引发了一些矛盾和冲突，而与达尔文共住一个舱室的船长菲茨罗伊脾气火爆，这更加剧了两人之间的紧张气氛。菲茨罗伊是拉瓦特生理学理论的忠实拥护者，而且对达尔文的鼻子有意见，因此他最初根本不想接纳这位年轻的科学家。然而后来的事情却证明，达尔文为这艘船和全体船员带来了好运：他沉着冷静的气质、乐天知足甚至可以说是阳光的情绪，极大地缓解了紧张的氛围。后来回忆时，大家一致认为，他们从来没听到达尔文抱怨过一句；即使是一开始让他饱受折磨的晕船症，也没能打破他内心的宁静。达尔文从旅行开始只在日记里吐露自己内心的真实想法：“1831年12月30日正午，北纬43度，菲尼斯特雷角和著名的比斯卡亚湾以南。心情糟糕，严重晕船。我在启程前说过好多次，我大概会常常后悔做出了这个决定。今天，当这种阴郁悲伤的想法向我袭来时，我无法想象还能有什么比这更悲惨的境地了。我在甲板上待了几分钟，跌跌撞撞中却被大海的景色深深震撼。深处的水与沿海的浅水完全不同，其区别就像湖泊和小池塘。不仅仅因为它是深蓝色的，还因为这种色彩的亮度：当它涌出海浪的白沫时，显示出了它独特的美感……”
事实证明，随“比格犬号”的这一趟旅行，确实成了影响查尔斯·达尔文人生观的关键经历，为他打开了眼界，使他看到了生命的多样性和生命变体那无尽的丰富程度。在这次旅行中，这位年轻的自然科学家就像一名走进剧院的观众，本想观看一出独幕剧，却惊讶地发现，这出戏成了一部变幻无穷、充满夜晚色彩的作品，而其中讲述的正是他自己的故事。要想产生能超越目前已知的一切的新想法，就必须静静聆听这个故事。
达尔文渐渐学会了应对晕船，终于习惯了船的动荡摇晃，以至于当他登岸后，竟然对再次脚踏实地产生了怀疑。1832年2月，“比格犬号”到达了巴西，计划作长期停留。达尔文发现自己面对的是一个完全崭新的环境，其中充满了各种异域风情的细节。这些让他——正如他自己所说——“简直无限惊奇”。他奋力书写自己的笔记——有这么多东西要观察、登记和记录。但当他和菲茨罗伊就奴隶制的问题吵起来时，他的热情受到了严重打击。船长认为奴隶制是受到上帝庇护的，同时也有经济价值，而达尔文对奴隶制从根本上深恶痛绝。在给姐姐卡塔琳娜的信中，他写道：“离开英国时，有人对我说，一旦我在奴隶制盛行的国家生活过，我所有的观点都会改变的。但我唯一能确定的改变，就是我学会更加尊重和欣赏黑人所具有的品质了。亲身面对一位黑人却不以礼相待，这简直是不可能的：他们拥有坦诚率真的品格、感情丰富的面部表情和健美有力的身体！……我现在将奴隶制看作我们自负的自由精神中的可怕污点。我看到了……足够多的东西，对人们在英国关于这些事情的谎言和谬论厌恶至极。”达尔文并没有打算改变自己对奴隶制的看法，即使当菲茨罗伊作为主要负责人，希望自己的全体船员能够达成统一意见时，达尔文也没有让步，于是船长威胁要把达尔文赶出舱室，甚至留在巴西。不过后来，船长的怒火渐渐平息了，他说自己宽宏大量，可以容忍“年轻人冲动的想法”，但是希望在旅途中再也不要谈论这个不愉快的话题了。
1831年春天，达尔文完成了一次穿越北威尔士的广泛的野外植物考察。返回后，他收到了亨斯洛的一封信，信中提到，学校现在正在招募一位年轻的科学家，进行环游世界的广泛研究旅行，该项目也许会持续数年。英国皇室将资助这次考察活动，并派维多利亚女王陛下的研究船“比格犬号”随行。但船上的博物学家必须无偿工作，并支付自己的膳食费，每年“约三十英镑”。亨斯洛的信以此结尾：“我可以保证，您是我认识的人中，最有资格参加这次项目的人……我能这样担保，并非因为您是一位拿到学位的自然科学家，而是因为您在收集、观察和记录一切自然历史领域值得记录的东西上，拥有绝对的资格……请不要对您自己的能力持任何保留意见，怀疑或恐惧，因为我可以向您保证，您正是他们在寻找的人！因此，请这样看待自己吧！您的仆从和忠实的朋友J. S. 亨斯洛拍着您的肩膀。”
“比格犬号”在1832年12月抵达美洲的最南角，即火地岛。根据达尔文的笔记，这蛮荒的景色让他想起“死亡和崩溃”，但原住民让他深深着迷，他们凭借“原始的顽强”在最贫瘠的地区活了下来。达尔文作为一个深感惊讶的观察者，很想知道这其中是怎样的神秘法则在起作用，竟然促成了这样出人意料的发展。而他也渐渐意识到，只要在还保留着自然的地方，自然就会表现出毫不起眼的、极其精细却旷日持久的适应过程，而这其中的一切物种都会证明自己的生命力：“我几乎不敢相信，野蛮人类和文明人类之间的区别有多大，比野生的和被驯化的动物之间的区别还要大，就此而言，人类有着更强的自我完善能力……看着这些野蛮人，人们会问，他们从哪里来，是什么让一族人冒险尝试，或者是什么样的变化迫使他们离开北方丰饶的土地，越过科迪勒拉山脉或美洲的脊柱，发明出独木舟——智利、秘鲁和巴西的部族并不需要它们，踏入整个地球上最荒芜的地区。尽管这一类看法是最开始自然而然地产生的，我们却可以肯定，它们有一部分是错误的。没有理由证明火地群岛的岛屿数量在减少，因此我们必然会认为，他们在一定程度上享受着运气的眷顾——无论其本质如何，这种运气也许只是自然作用的结果，但已经足够让这里的生命变得有价值。自然让习惯成为不可抗拒的力量，发挥出显著的作用，让火地岛的气候与其悲惨祖国的物产相适应。”
达尔文从爱丁堡大学转学到了剑桥大学。他读了四个学期的医学，却无果而终；于是他说服了父亲，让自己读神学试一试。老达尔文想了想，觉得家里出一个神职人员也不错。毕竟，在当时的社会声望方面，神职人员和医生不相上下，而且如此一来，当医学知识力所不及时，儿子仍可以为灵魂的永恒尽一份力。作为一名相对来说经历不怎么愉快的学生——他确实在学业方面运气欠佳——查尔斯要求给自己一些思考的时间。他想要检验自己是否足够忠诚，是否有资格成为上帝在尘世间的可靠仆人。父亲同意了，于是儿子进行了深入学习，获得了现在所说的学士学位。这一学位使他拥有了在英国公立教堂担任神职人员的资格。然而此时的达尔文认为，自己没有从事一份工作的迫切需求，因为在他看来，自己所持有的怀疑完全没有被打消。于是，在父亲的一位朋友——神学和植物学教授亨斯洛的建议下，他开始修生物学的第二学位。亨斯洛非常理解他的这位学生对于收藏标本的热情，那时后者对收集各种各样的甲虫尤其感兴趣。
1834年4月到6月，“比格犬号”停泊在巴塔哥尼亚。在阿根廷的一座港口城市巴伊布兰卡，达尔文离开了船员们，在陆地上做了深入的调研工作。他发现了许多令他倍感惊奇的化石。他就像身处一座露天的自然历史博物馆中。这家博物馆的藏品令人印象深刻，而且最重要的是，非常出人意料：巨型哺乳动物的遗骸——比如大懒兽，一种已经灭绝的巨型树懒；或者各种贝壳，其中有一些甚至还存在活着的分支，这让达尔文证实了他的同事——地质学家莱尔的理论。莱尔认为，“贝壳类生物显然拥有比哺乳动物更长的寿命”。动植物界的长寿也许是一种现象，给人类对时间的普遍认知带来了一些问题；达尔文不想为这种情况赋予过高的价值，因为他在广阔的地质历史背景下，将生死看作毫无戏剧性的，甚至十分普通的现象：“因此，如果可能，物种首先会变少，接着灭绝。如果某个物种过于迅速地增加数量——即使是最受喜爱的物种——被自然阻碍了，我们也只能接受，即使难以确定方式和时间。如果我们丝毫不感到惊讶，却也无法找出具体的原因，我们会看到，这个物种变得异常普遍，而另一种与之相近的物种则会在该地区变得罕见：稀有性更进一步就是灭绝，我们为什么会对此感到不可思议呢？……某种不寻常的力量发挥了作用，对物种的灭绝感到惊讶，这些在我看来，就好像我们虽然承认个体的疾病是死亡的诱因，并且对疾病并不感到惊讶，然而当看到有人病逝时，我们依然吃惊不已，而且宁愿认为他是被某种外力带走的。”
查尔斯最喜欢到田园风光秀美的梅尔度假，那是一栋乡间别墅，主人是他最爱的叔叔乔斯：“我在梅尔度过的日子……非常美好，无论秋季狩猎的结果如何。在那里的生活完全是自由的，那地方很适合散步和骑马，晚上会有许多愉快的娱乐活动，音乐是不可或缺的，而且并不像大多数的大型家庭聚会那样私人化。夏天，所有家庭成员常常会聚在一起，坐在花园前的旧门廊台阶上。湖面上倒映着房子对面那郁郁葱葱的陡坡，水鸟在湖里游来游去，不时有鱼跃出水面。我心中再也找不到比梅尔的傍晚更生动的图画了。我怀着极大的敬爱之心依偎在我叔叔乔斯身边。他是个沉默寡言、内向谦逊的人，甚至会令人恐惧，但他有时会与我坦诚地交谈。他正是那种有着清醒判断力的正直、可靠的人。我相信，在这世界上，没有任何一种力量可以迫使他偏离对自己坚持的判断，哪怕只是几厘米……”
当“比格犬号”于1835年9月抵达传说中的加拉帕格斯群岛时，达尔文在火地岛和巴塔哥尼亚这些荒凉地带产生的想法，变得更加深刻成熟了。在这里，博物学家所面对的生物多样性令人惊叹不已，自然对它们的历史发展产生了疑问。达尔文认为，自己的研究工作不应仅限于观察和分类；人们需要一种理论，以研究和确定在自然历史恒量中，自然生命形式可能存在的多样性变迁现象。这种理论必须简单而广泛，应包括所有的生命形式，以某种方式扩展对自然历史的理解过程，由此发展出对现有生物学联系的全新解释模式。达尔文认为，自己已经掌握了解答这一谜团的线索。他虽然暂时只有大量的化石发现和研究结论，却没有成熟的理论。但他安慰自己，至少这样比反过来要好得多：如果他提出了一个天才的假说，却无法拿出任何证据，那事情将会变得多么棘手……对于所研究的推论，他每天都会得到看得见的新材料，似乎解开生命之谜关键的“秘密”只是时间问题：“这些岛屿的自然历史非常值得留意，而且很可能引起了广泛关注。大多数有机生命体都是本土的产物，在其他任何地方都找不到；不同岛屿上的居民之间甚至也存在差异，却与美洲的居民一同表现出了明显的亲缘关系，尽管这些岛屿和美洲大陆被一片宽达五百到六百英里的开放海域隔开了。群岛是一个自成一体的小世界，或者说更像一个依附于美洲的卫星。少数零散的定居者来自美洲大陆，保留了其本土物种的一般特征。考虑到这些岛屿微不足道的规模，人们一定会对其本土物种的数量和有限的生存区域感到惊讶。如果看到每一个高处都分布着一个火山口，而大多数熔岩流的活动区域仍然十分清楚，那么可以断定，在当代的一段地质时期内，海洋仍在这里不断扩张。因此，我们似乎在时间和空间这两重关系上都更接近了这一重大事实——一切秘密的秘密——地球上新生命的首次出现……”
但查尔斯·达尔文依然是一名普通学生。他花在自然科学上的时间比花在古代语言或诗歌上的时间要多——至少后来的事实证明的确如此。他的父亲最终认同了他的想法，带他离开了学校。但他父亲笃信这样一个道理：就算不是好学生，至少也要坚持学习。因此，父亲将儿子送进了爱丁堡大学，好让他遵从家庭传统，成为一名医生。然而，时年十八岁的达尔文并不喜欢读书，一堂堂课让他困倦不已，只有在按照预约去各所不同医院观摩考察时，他才变得活跃。因为他发现，在医学案例的背后，隐藏着人类的命运，这比课本上的文章和专业研究更让他感兴趣。父亲注意到，儿子显然不具备医生这一职业所要求的坚毅品质，这让他很不满。而查尔斯暗地里揣测，自己的父亲作为一位富有的乡村医生，一定会给孩子们留下足够的财产，自己即使无法顺利完成学业，也可以过上衣食无忧的生活。当然，此时他已经衣食无忧了：在完成作为学生最必要的功课后，他就可以专心于自己的业余活动了，而这其中最重要的就是狩猎。
1836年10月2日，“比格犬号”结束了它的伟大航程，停泊在法尔茅斯港。查尔斯·达尔文此时已经二十八岁了。二十三岁的他选择了一场生命中“绝无仅有的冒险”，对此他从不后悔，相反，他知道并一再指出，自己的世界观是这次环游世界的结果，这次旅行让他极其直观地看到了地球生命形式的多样性，它们之间相互依存的复杂关系和（从全球自然历史的角度来看）它们各自的存在方式是多么短暂。达尔文一边叹息，一边准备了“大堆的材料、笔记和草图”，他做了他所处情况下可能唯一正确的事：他给了自己足够的时间。达尔文开始冷静地评估自己的工作，与之相关的理论渐渐展露雏形，只是有待在数据和事实的支撑下，找到恰当的表达。
达尔文出生于1809年英国中部的什鲁斯伯里地区。早在孩提时代，他就对日常生活中的小事有着偏爱。他的父亲罗伯特·韦林·达尔文是一位仪表堂堂的乡村医生，积累了一笔可观的财富，足以让自己的儿子日后过上衣食无忧的生活。他对自己六个孩子中的老五（查尔斯）怀有殷切的期盼，然而并没有发现他身上有任何特别之处或过人的天赋。这个男孩即使在清醒的时候，看起来也像在梦游。让他感兴趣的是博物学上的发现，他以惊人的热情搜集了许多标本。同时，他对生物学上奇怪的纲目分类有着狂热的癖好，他想知道这些东西分别叫什么、种植时需要注意什么。他甚至还给一些植物取了名字，好将它们纳入那个由他自己管理的小小的财富宇宙中。不过，就是这个看起来一点儿天赋也没有的男孩，当时已经有一些日后迸发出知识光芒的思想火花了。他很小的时候就模模糊糊地觉得，思想在头脑中的流动并不能按照普通的时间单位来衡量——这是一种与当时流行的关于人体内活动的生理学理论背道而驰的大胆猜想。达尔文认为，思想可以自动增殖、自由跳跃，甚至在极端情况下，还可以保持表面上的静止，或者表现出出乎预料的前瞻性。在他死后才出版的自传中，达尔文写道：“我的父亲和姐姐告诉我，我小时候特别喜欢长时间独自散步，那时我都在想些什么，我现在已经不得而知了。我常常陷入沉思。有一次，在回学校的路上，我走到了什鲁斯伯里周边的旧时要塞顶上，当时这要塞已经被改造为一条公共道路了，但有一侧没有安装护栏。我就从这条路上摔了下去，虽然高度只有不到2.5米。然而，就在这突如其来而且完全在意料之外的坠落的瞬间，我的脑海里涌入了大量惊人的想法。因而我认为，这与生理学家们所持的认为每种想法的形成都需要一定时间的观点是相悖的……”
这位年轻的博物学家在经历了冒险生活后，倾心于安定的生活，于是与表妹爱玛·韦奇伍德结了婚，并在伦敦附近买了房子。但他知道，自己会写出一部奠基性的作品，介绍自己的研究成果，对所得出的结论做一个全面的总结。
学科的分类细化在19世纪逐渐展开。在这一时期，德国唯心主义领域的哲学再次迎来了纯粹理性的狂欢，而这一切很快就被商业上的功利性取代了。对这种唯心主义白日梦的修正主要来自英国。英国一向有着清醒思考的传统，首先应该被提到的是那些自然科学家，他们的研究成果对此前的哲学世界观提出了质疑。其中，生物学家和地质学家查尔斯·达尔文的研究尤其引人注意。他本人无意用一种崭新的常识挑战甚至撼动哲学的根基，让人们再也不相信还存在某种以人类为中心的幻想，而只有急剧幻灭的物种进化现实。人类曾经被认为是上帝以自己为模板创造出来的生命，但依照达尔文同时代的大多数人对他学说的理解，人类实际上更接近猿猴。这一结论令人实在难以接受，所激起的猛烈攻击绝不仅仅来自首先奋起而攻的神学家和保守的哲学家们。然而，达尔文本人并不想以毫无意义的挑衅来引起别人的注意，他其实是一位有着低调质朴生活方式的大师。
1838年秋季，达尔文算是取得了一定的突破。他收到一个建议，这让他可以详细阐释自己的理论，演示其可能的应用领域：“我在1837年7月开始写我的第一本笔记。我……收集了大量事实，很快明白，有所取舍是人类成功培育功能性动植物的关键。然而，这种选择如何作用于在自然环境中生存的有机生命体，这对我来说，在很长一段时间内，都是一个谜。1838年10月……我在偶然中读到了马尔萨斯关于人口的论文，十分欣喜。那时，我对动植物习性的长期观察，已经为我认识无处不在的生命之间的斗争做了充分的准备。我突然意识到，在这种情况下，被偏爱的变种会继续存在，而不合适的变种逐渐被淘汰了。其结果就是新物种的诞生。”
哲学的生命力在于，并非只有哲学家才能参与它的一切。世界上存在的问题多种多样，相互紧密地交织在一起，远非哲学家——这些令人尊敬的研究普遍事物领域的专家——所能单独解答的，而长期以来，这些问题又一再地困扰着我们。自然科学的发现迅速增殖，只要有可能，就会丰富哲学思想的内容。对哲学家而言，他们的任务是赶上经验知识的发展高度，同时对我们行为的含义进行检验性的反映。这一方面意味着工作量的加倍，另一方面也意味着与日俱增的责任感，随之而来的还有挑战，即将哲学作为满足批判需求的工具，使它可以真正提供可靠的结论，而不仅仅依赖于推测臆断。哲学已经长期受制于其发展传统，如今在其自由决定和期望的范围内得到了扩展，这赋予了哲学新的机遇，使它可以从来自专业学科的提问和异议中学习。这看起来很实用，因为学习总不会带来伤害——更不会伤害那些在哲学史中仅留下只言片语的哲学家。
达尔文的《物种起源》一书是他的代表性著作，这本书直到1859年才首次出版。首印的一千三百册在第一天就被抢购一空，这也与作者此时已经因为其他出版物成为公众关注的人物有关。达尔文是公认的科学家和著名作家：1839年，他讲述那次伟大旅程的《达尔文环球旅行记》出版，获得了畅销书的荣誉，并被翻译成超过十五种语言。对达尔文而言，这本书为他带来的经济利益其实已经是附加的东西了。因为他之前做过的白日梦成了真，他真的可以依靠继承父亲的遗产生活。达尔文患有多种疾病，无论是天生的疑心病还是真实的残疾，都让他无法长期从事受制于义务和时限的工作，因此他更喜欢过与自己相适应的舒适的私人学者生活。在生命的尽头，他满意地回顾自己的成就：作为著名但有争议的科学家，他关于自然选择的论点不仅激起了关注此事的反对者的愤怒，还让那些狡猾的投机者们——他们认为自己可以根据达尔文的理论推断出强者拥有天生的权利——远离了论战的中心。他认为自己已经说尽了必须说的话，不需对进一步的阐释负责。最后一点，同时也是最重要的一点是，他发觉自己对自然科学的研究过于狭隘片面，让自己严重疏远了此前培养的爱好，比如音乐、诗歌和绘画。他所剩下的是一种没有个人化的神灵参与的、朴素谦逊的信仰，还有对厚厚的小说孩童般的热爱——根据达尔文的要求，这些小说中所呈现出的生命，应该比现实中的更加美好。