12月27日，東風吹拂，陽光燦爛。“貝格爾”號起錨出海。

克服了種種障礙和經歷了苦苦等待后，環球航行終于開始了。“貝格爾”號以每小時十幾公里的速度前進。達爾文同斯托克斯合住一個船艙，這里光線很充足，除了艦長室外，可以說是最好的房間，只是有點狹窄。繪圖桌旁的那個狹窄的過道是他工作、穿衣和睡覺的惟一地方，那是剛夠轉身的一點空間。斯托克斯在這張繪圖桌的另一端繪圖。達爾文的吊床就在繪圖桌的上面，另一端的上面是斯托克斯的吊床。

第二天，他們遇到了驚濤駭浪，從此，從未出過海的達爾文開始飽受折磨。一個浪頭打來，船在波濤中一上一下地顛簸著。達爾文頭暈得厲害，吃下去的東西全吐出來了，胃痛得像被撕破了一樣。好心的水兵勸他躺下休息，可是達爾文卻拿了一張網，一步一搖地走到甲板上，把它掛在船尾下面，收集大海里的小動物。船行了一段時間，網兜就滿了。把所有這些小動物拖到甲板上來，當然是有礙于甲板衛生的。

這使負責管理船的清潔和美觀的韋爾姆上尉大為不滿。他氣惱地對達爾文說：“如果我是艦長的話，我早就把你和你那堆使人討厭的垃圾一起扔到海里去了，因為只有博物學家，才會把這些玩藝看做寶貝，用心觀察、分析和研究?！边_爾文花了一整天來清理自己的捕獲物。他在船里把這些動物制成標本，并用文字記錄下來。他的胃實在痛極了，只能一面寫，一面用左手使勁按著自己的腹部。

一個水兵進來通報說：“達爾文先生，艦長請您到甲板上去！”達爾文頭暈得厲害，搖搖晃晃地掙扎著爬了上去。

“這是什么灰塵？”艦長掌心里握著一把灰塵，問達爾文?！叭蹘r灰。”達爾文看了看后肯定地回答。他又反問艦長：“哪里來的？”

“是強烈的西南風把它吹上桅桿的。”

“噢，一定是南美洲吹來的，”達爾文堅定地說，“讓我上去再取一些來。”說完，他攀住桅桿向上就爬。

艦長嚇得滿頭大汗。在大海上，抓桅桿是非常危險的事，何況達爾文初次出海，還在暈船呢！他馬上向站在身邊的韋爾姆下達命令：“你快爬上去，保護他！”

達爾文以驚人的毅力，爬到桅頂，把沾在風向旗旗布上的熔巖灰，抓了一大把下來后，便直往他的工作室跑去。

艦長走進達爾文的工作室，看見他正在用顯微鏡仔細地觀察熔巖灰，嘴里不住地說道：“你來看啊，有許多小動物呢！是南美洲吹來的……”

被暈船折磨了整整一夜的達爾文經過馬德拉群島時甚至不能登上甲板去看一看這個群島。暈船暈得厲害時，達爾文躺在吊床上，閱讀洪保德和其他旅行家描寫熱帶自然風光的書；有時躺在艦長室的沙發上，同費茨·羅伊談話，以此來轉移暈船的痛苦。

3月5日，“貝格爾”號駛近特內里夫島，大海和天氣才起了明顯的變化?！柏惛駹枴碧柵炏蚴タ唆斔柜側?，這個鎮的許多白色小屋子在火山巖的映襯下顯現出來。達爾文觀察了在濃云上空顯露出來的白色山巔，他以為，飽覽洪保德所描述的在攀登山峰時所見的美景的夙愿就要實現了。這時，從圣克魯斯駛來一只小船，上邊的一位執政官登上了“貝格爾”

號的甲板，他宣布說，現在歐洲有霍亂，“貝格爾”號必須進行十二天的隔離，在此之前，任何人都不準上岸。聽到這個意外的消息后，全船的人無不沮喪。因為要無所事事地度過12天，這可不符合費茨·羅伊艦長的性格，他馬上下令張帆，向佛得角群島駛去。這使達爾文大失所望。達爾文以戀戀不舍的目光送別他極其向往的目標——還歷歷在目的特內里夫峰那被初升的陽光照耀著的、那被羽狀云朵遮蓋住的大圓峰體。不過使他快慰的是，天氣變得晴朗了，熱帶的夜晚美麗無比，暈船之苦也沒有再來纏繞他了。

“貝格爾”號繼續駛向美洲，海面上開始風平浪靜了。關懷備至的漢斯羅建議達爾文在旅行中帶上當時剛剛出版的賴爾的《地質學原理》第一卷。漢斯羅說：“您一定要讀一讀這本書，因為它很有趣味，但除了事實以外，其余的可不必注意，至于理論，那是極其荒謬的?！?月7日和8日，達爾文安靜地打開這本書讀了起來。

賴爾的這本書，對當時在地質學上占統治地位的災變論者的觀點，進行了最有力的駁斥。災變理論與圣經是一致的，而對災變理論的駁斥，則成了科學與宗教傳說以及神話做斗爭的一個階段。

賴爾在他的《地質學原理》第一卷中首先證明，由于大陸和海洋的輪廓發生了變化，氣候也要發生緩慢的、但又是巨大的變化。其次，在弄清了河流、噴泉、三角洲、湖泊和江灣的漲潮及退潮的破壞作用和建設作用之后，他指出，古代沉積物同現代沉積物具有相同的性質。因此，不需要了解沉積物具有什么樣的力量。第三，他對維蘇威和埃特納這類火山錐體進行考察后宣稱，這些火山錐體是無數次火山噴溢的結果，它們是由流出的熔巖層、噴出的火山灰和熔渣堆積成的，那些較古老的火山口也是以這種方式形成的，即使在過去，火山所起的作用也和現在相類似。第四，他表明，在海洋沉積物和淡水沉積物中，在火山灰和風吹來的沙子中，即使現在埋藏著一些有機沉積物的話，那也不能認為所有的化石都是在發生某些災變時被毀滅的。第五，他把造山作用看做是地面緩慢的長期震動，這種過程即使是現在也可以在斯堪的納維亞半島上觀察到。這就是達爾文在旅行開始時所閱讀的那本書的內容。

在一個風和日麗的日子里，達爾文用一個由破布做成的一米多長的小網捕撈浮游生物。他像捕魚一樣把這個小網從船尾往后撒開，拖在船后邊，這樣，小網就可捕獲大量形狀精巧、色彩絢麗的微生物供他研究。1月16日，“貝格爾”號在普拉亞港停泊下來。從海面上望去，滿目瘡痍，一片荒涼，達爾文真的擔心自己會對洪保德所描述的、他曾為之贊嘆不已的熱帶風光感到失望。但是當他一上岸，走進長有羅望子、芭蕉樹和棕櫚樹的河谷時，聽到那不熟識的鳥兒在啼鳴時，看到新奇的昆蟲圍繞著新開的花朵飛舞時，他感到自己進入了另一個世界。他坐在退潮后一些留有海水的洼地附近的熔巖底下，看著新生的珊瑚，心潮澎湃。達爾文在這個光禿禿的平原上一連游覽了三天，就是為了收集大量的地質資料，以完成他重要的學術性工作——將各國的資料匯編成冊。這里遍地的巖石使他在這三天有了極其豐富的收獲。他完全被吸引住了，可惜三天的時間太短了。

“貝格爾”號在這里停泊了三個星期。達爾文有充足的時間去做自然考察。除了地質學，他還研究植物學、動物學，收集了許多標本。他做這些工作時達到了廢寢忘食的地步。

有時，他一連幾天坐在船艙里研究這些生物，連群島上的居民他都很想研究，尤其是黑人。他總是充滿善意地觀察黑人兒童或混血兒童的智力和很愛打扮、生性愉快的黑人姑娘。

“貝格爾”號在大西洋之中的一個不為人知的小島圣保羅島的巖礁旁再次登陸，從艦上放下了兩只小船。一只由斯托克斯駕駛去調查巖礁，并把巖礁畫到地圖上；另一只由韋爾姆和達爾文駕駛，韋爾姆去打鳥，達爾文去研究地質和自然史，兩人分工明確。達爾文獨特的求知欲在研究由巖礁上的鳥糞層形成的特別稠密的浮渣過程中，再次表現出來，他發現管鼻鹱和燕鷗這兩種鳥根本不怕人。達爾文心中初步估計，在這些荒無人煙的島嶼上的第一批移民，很有可能是一些寄生昆蟲和靠吃鳥的羽毛為生的壁虱。“貝格爾”號在繼續前進，他們已經越過了赤道，并且還按當時的習慣舉行了祭海神的儀式。