Cha của Darwin phản đối đề nghị này nên ông viết thư từ chối; nhưng
chú ông, Josiah Wedgwood, con trai của một nhà làm đồ gốm lớn, lại sốt
sắng tán thành việc đó và cuối cùng Robert Darwin chiến thắng.
Ngay hôm sau khi trời vừa rạng đông, Charles đã khăn gói lên đường
đến Cambridge để gặp Henslow và rồi sau đó đi London gặp Fitz–Roy,
viên thuyền trưởng tàu Beagle. Về sau Fitz–Roy trở nên một trong những
người đối nghịch mạnh mẽ nhất với thuyết của Darwin, và than thở không
ngừng là ông phải chịu trách nhiệm, dù gián tiếp trong việc giúp Darwin có
cơ hội thực hiện thuyết này. Ông ta đã để lộ việc không ưa Charles và có vẻ
như tay tổ về khoa xem tướng, Fitz–Roy phàn nàn với Henslow là ông nghi
ngờ những người có cái mũi như Charles, một trong những điểm đáng chú
ý nhất trên khuôn mặt Darwin, lại có thể bất ngờ có đủ nghị lực cũng như ý
chí cho một cuộc hành trình dai dẵng. Sau đó Charles viết “Nhưng tôi nghĩ
rằng, sau đó ông ta đã lấy làm hài lòng vì cái mũi của tôi nó lại nói khác
đi”.
Charles Darwin tham gia cuộc hành trình khảo cứu này với vai trò nhà
địa chất học, nhà thảo mộc học, nhà động vật học khỏi tốn tiền và ngày 27
tháng Mười hai năm 1831, chiếc tàu Beagle, dưới sự điều khiển của thuyền
trưởng Fitz–Roy, nhổ neo trực chỉ phía Nam.
Cuộc hành trình kéo dài trong năm năm; thêm vào những cuộc quan sát
các bờ biển Nam Mỹ, tàu Beagle còn đi thăm quần đảo Galapagos, Tahiti,
châu Úc, New Zealand, Tasmania, quần đảo Maldive, Mauritius, St.
Helena, Ascension, Verde Islard và Azores. Darwin trở về nhà với một số
sưu tầm khổng lồ và một kiến thức uyên thâm, tinh thần thực tiễn về địa
chất và động vật. Sự nghiên cứu của ông về các vật hoá thạch ở miền Nam
Mỹ và đời sống của một giống chim duy nhất ở quần đảo Galapagos cũng ý
thức rõ ràng các động vật sống đều có liên quan với nhau, những sự kiện
này đã đưa ông tới những suy tưởng về vạn vật tiến hoá.
Charles kể lại rằng “Cuộc hành trình trên tàu Beagle là một biến cố trọng
đại trong đời tôi và đã quyết định cho cả tương lai sự nghiệp của tôi. Tôi
luôn luôn có cảm tưởng là nhờ vào chuyến đi đó mà tôi đã được học hỏi
