Формалната задача на ФицРой била да прави карта на крайбрежните води, но хобито му — страстта му всъщност — била да търси доказателство за буквалната, библейска интерпретация на сътворението. Това, че Дарвин бил обучен за духовник, било от съществена важност при решението на ФицРой да го вземе на кораба. Но фактът, че Дарвин по-късно се оказал не само с либерални възгледи, но и не особено отдаден на християнските фундаментални принципи, станало източник на трайно търкане помежду им.
Времето, прекарано от Дарвин на борда на Бийгъл — от 1831 до 1836 г., очевидно било формиращото преживяване на живота му, но също и го поставило пред доста големи изпитания. Заедно с капитана си делели малка кабина, което навярно не било лесно, тъй като ФицРой изпадал в пристъпи на ярост, последвани от периоди на буйно негодувание. Той и Дарвин постоянно изпадали в пререкания, някои „граничещи с лудостта“, както Дарвин си спомня по-късно. Океанските пътувания често, дори в най-добрите случаи, предизвиквали меланхолични начинания — предишният капитан на Бийгъл бил пронизал главата си с куршум в момент на самотно отчаяние — а ФицРой произхождал от фамилия, известна със склонността си към депресиите. Чичо му — виконт Касълрей, си бил прерязал гърлото през предишното десетилетие, докато бил на поста министър на финансите. (Самият ФицРой се самоубива по същия начин през 1865 г.). Дори в по-спокойно настроение ФицРой се оказал странно загадъчен. Дарвин бил удивен, когато научил, че след края на пътешествието им ФицРой почти веднага се оженил за млада жена, за която бил от дълго време сгоден. През петте години в компанията на Дарвин той дори нито веднъж не бил намекнал за връзката си, нито пък бил споменал името на годеницата си.
Във всяко друго отношение обаче Бийгъл бил един триумф. Дарвин преживял достатъчно приключения, за да стигнат до края на живота му, и натрупал запаси от екземпляри, достатъчни за да поддържат репутацията му и да се занимава с тях с години. Открил изумителна находка от гигантски древни вкаменелости, включително и най-финия Megatherium, известен засега; оцелял при смъртоносно земетресение в Чили; открил нов вид делфини (които предано нарекъл Delphinus fitzroyi); провел внимателни и полезни геоложки изследвания из Андите; развил новата и доста възхвалявана теория за формирането на атоли от корали, която предполагала неслучайно, че атолите не могат да се формират за по-малко от един милион години — първият намек за дълготрайната му привързаност към изключителната древност на земните процеси. През 1836 г., на 27-годишна възраст, се завърнал вкъщи, след като отсъствал пет години и два дни. Никога повече не напуснал Англия.
Едно от нещата, които Дарвин не направил по време на пътешествието, е, че не изложил теорията (или дори някаква теория) на еволюцията. Първо на първо, през 1830-те еволюцията като концепция вече съществувала от десетилетия. Самият дядо на Дарвин, Еразмуз, възхвалявал еволюционните принципи в едно стихотворение, изпълнено с вдъхновена посредственост и наречено „Храмът на природата“, години преди Чарлз да се роди. Едва когато младият Дарвин се завърнал в Англия и прочел написаното от Томас Малтус Изследване върху принципа за населението (което твърди, че увеличаването на запасите от храни никога няма да бъде в съответствие с нарастването на населението поради математически причини), започнала да му минава през ума идеята, че животът е вечна борба за оцеляване и че естественият подбор е средството, с което някои видове просперирали, докато други претърпявали неуспех. По-конкретно, Дарвин забелязал, че всички организми се съревновавали за ресурси и тези, които имали някакво присъщо на тях предимство, просперирали и предавали това предимство на потомството си. По този начин видовете непрекъснато се подобрявали.
Изглежда страшно проста идея — и е страшно проста идея — като обяснявала страшно много и Дарвин бил готов да отдаде на нея живота си. „Колко глупаво от моя страна да не съм се сетил за това!“ извикал Т. Х. Хъксли, след като прочел Произход на видовете. Все такъв е откликът оттогава насам.
Интересното е, че Дарвин не използвал израза „оцеляване на най-силните“ в нито един от трудовете си (макар че изразил възхищението си за него). Изразът бил създаден през 1864 г., пет години след публикуването на Произход на видовете — от Хърбърт Спенсър в Принципи на биологията. Дарвин не бил използвал и думата „еволюция“ в печатна форма до шестото издание на Произход на видовете (когато вече употребата й била твърде разпространена, за да й устои), като предпочитал пред нея „произход с модификация“. Нито пък, най-вече, заключенията му били инспирирани по какъвто и да е начин от това, че по време на престоя си на Галапагоските острови бил забелязал интересно разнообразие при човките на чинките. Историята, както традиционно се разказва (или поне толкова често много от нас си я спомнят), е, че докато пътувал от остров на остров, Дарвин забелязал, че човките на чинките на всеки остров били чудесно адаптирани за използване на местните ресурси — на единия остров човките били яки и къси, и ставали за трошене на ядки, докато на друг остров човките били дълги и тънки и навярно добре пригодени за измъкване на храна от процепи — и именно това го накарало да предположи, че вероятно птиците не били създадени така, а в известен смисъл те са създали себе си.