“贝格尔”号终于到了巴西，在巴西的巴伊亚市停了下来。这是座位于海湾之上的古城，狭长的白色房屋看起来很高大，显得很整齐。许多大船停泊在海湾，从岸上看，热带植物森林包围着古城。这里风景优美，特别是下雨的时候，空气很新鲜。漫游在具有热带风光的花木之间，达尔文不禁想到了洪堡德对自然风光的描写，才觉得他的描写毫不夸张，一直吸引着他去了解这些事物。对于达尔文来说，洪堡德就是他在博物研究上未曾谋面的老师。
当然，在欣赏这些风景和自然史的客观事物之外，达尔文一点也没忘记自己来这里的任务，他的任务就是要成为一名博物学家。
在巴伊亚市，“贝格尔”号停留了将近二十天。在这期间，达尔文游览了热带森林，收集了蜥蜴、昆虫和植物。当地居民大部分是黑奴，狂欢节时，他和他们一起漫游了各条街道。一群快活的人们用大勺子互相泼水，以此取乐；或用一个蜡黄色的水球互相投掷。他还结识了一艘美国大军舰上的几位军官和几位当地商人，从美国军官那里，他听到了令人愤懑的美洲奴隶制度和黑奴悲惨的遭遇。他这才知道，贩卖奴隶的活动正在全球大规模地进行。那些热衷于贩卖奴隶活动的人，为了保护这种活动，采取了各种野蛮的手段。对贩卖奴隶活动，达尔文非常愤怒。
也是因为此事，达尔文此时与菲茨·罗伊舰长发生了一次冲突。达尔文是辉格党人，而菲茨·罗伊则是个典型的托利党人。菲茨·罗伊对奴隶制度是支持和称赞的，他在和达尔文谈起这个话题时说，有一次，他拜访过一个大奴隶主，当着他的面，这个大奴隶主把自己的奴隶们集合起来，问他们是否愿意获得自由，是否满意自己现在的处境，奴隶们一致回答道：“满意！”达尔文嘲笑他说，当着主人的面，那些奴隶敢说自己不满意吗！菲茨·罗伊有时候脾气也很暴躁，他勃然大怒地对达尔文说，既然你不相信我说的话，不相信那些奴隶是自愿的，那我们就不要在同一条舰上，你走吧！达尔文郁闷地走开了，他想，因为这次矛盾自己也许不得不离开这次航行。当着大众的面，菲茨·罗伊再次发泄了对达尔文的怒气，但军官们这时邀请达尔文同他们一起吃饭，看来他们是和达尔文同一个态度。不过，只过了几个小时，菲茨·罗伊便明白过来，觉得是自己不对，于是他派了一名军官，向达尔文表示了歉意。菲茨·罗伊请达尔文不要介意，他仍会像以往一样待达尔文，并在舰长室与达尔文一起吃了饭。
这件事过后，达尔文在“贝格尔”号上的地位无形之中提升了，一些年轻的海军预备员对他的称呼变成了“先生”，他们在他面前也有些拘谨起来。但达尔文并没有摆先生的谱，很快就同他们成为朋友。不仅如此，他同军官们现在也走在了一起。他的性格很坦率，很讨人喜欢，再加上他有趣的交谈、和蔼的笑容，他在与人交往中显露出的才华，他有着充沛的精力，他对工作中充满热情。这一切，在不知不觉中赢得了人们的尊敬。人们这时对他的称呼也变为“可爱的老哲学家”，甚至有时干脆称他为“我们的捕蝇者”。谢利万此时也在船上，他后来成为海军上将。许多年后，谢利万回忆这次航行经历时说：“达尔文在‘贝格尔’号上航行的五年当中，从来没有向任何人说过一句伤和气的话，从来没有责备过任何人，从来没有发过脾气，从来没有对任何人作这样那样的评判。在这一只舰上，我们一起相处了五年，一般情况下是不会吵架的。大家各有各的事，谁会去吵架呢；就算发生了争吵，我认为达尔文也会有办法化解矛盾的。”
舰上的大家都很忙，没有生活中的那些礼貌，不相互等候，谁吃好饭谁就去工作。在这种氛围下，达尔文养成了有条不紊的工作习惯。每当在海上航行出现风平浪静的时候，达尔文就坐在桌子的一边用显微镜研究公海的动物，而斯托克斯则坐在另一边绘图。
达尔文在巴伊亚参观了大型美国军舰“三宝垅舰”，对这艘军舰上的海军预备员，达尔文作了可怕的评价。他说：“这些表面上是正人君子年轻人，实际上就是一伙合法的骗子，沿岸的人们看到这些人会感到很害怕。”
“贝格尔”号在此期间还进行了演习，这次演习组织得非常准确而又迅速，最后，这只用来测量的小舰战胜了其他所有的船只，包括“三宝垅”号，取得这样的成绩表明这个舰上的人能够团结在一起，在一位精力充沛的舰长指挥下，大家齐心协力，作出了成绩。竟然把军舰都战胜了。这是舰队司令也不得不承认的。作为“贝格尔”号上的一员，达尔文此时充满自豪，对这条舰有了深厚的感情。
离开巴伊亚，“贝格尔”号开往里约热内卢。路途中，起风浪时，他就整理自己的搜集品；天气好的时候，达尔文就和海军们一起捕鲨鱼。夜晚，他观赏那南极的星光、灿烂的夜景以及天空中麦哲伦海峡上的云彩、南十字星座和大南冕星座，看到这些美景，他总是忍不住要赞美大自然。在阿尔布罗斯群岛附近，“贝格尔”号进行了测量，达尔文也上了岸，考察这里的岩石，收集昆虫和植物。
4月1日是愚人节，“贝格尔”号上所有的人都在开玩笑。几乎船上所有的人都被骗了一次，达尔文也不例外。谢利万喊道：“达尔文，您以前不是一直说要看看逆戟鲸长得什么样子吗？你快来看，逆戟鲸就在那边的海面上，快点看呢！”达尔文听后一阵兴奋，马上跑过去想看一看，结果逆戟鲸没看到，却听到了值班人员发出的哈哈大笑声。
4月4日，“贝格尔”号停在里约热内卢港湾，在这里，达尔文第一次收到英国的来信。
在里约热内卢，“贝格尔”号打算长期停留。因此，达尔文同美术家埃尔一起租了一座漂亮的房子，那地方叫博托福戈，在市郊，离市区有一小时的路程。
达尔文准备利用在此停留的机会，在巴西国内作一次旅行。为此，他加入了一个团体。
于是，达尔文便和这个团体一起开始了旅行。穿越巴西的热带森林，看到兰科植物开放出来的奇花异卉，西印度椰子树优美的树冠在高空中摇曳，棕榈树交叉着生长……这些都令达尔文感到极为惊讶。
达尔文旅行中还看到了一些黑人。他们经常被士兵打压，没办法，他们开始逃亡。有时穿过沼泽地、浅海湾和无数湖泊，到荒无人迹的地区；有时会躲在险峻的花岗岩旁。沿途的客栈简陋到连面包这种吃的东西都没有。
他们访问过那些偏僻的地方庄园，知道庄园里很富有，有很多牲畜和粮食。达尔文在旅行回来的路上，在一个叫索谢戈的庄园中过了两天，利用这两天时间，他到附近的森林里，采集昆虫标本。在森林的某些地方，含羞草像有几英寸厚，像地毯一样覆盖着地面。从含羞草丛上走过，由于含羞草敏感的小叶闭合下降和色彩变化，就会留下了一行脚印。
两星期后，达尔文结束了这次旅行，回到了里约热内卢。因为“贝格尔”号现在还不打算起航，他便把一些行李运往博托福戈。在他和行李快要靠岸时，一个浪头打向了小船，他的书籍、仪器、枪壳和其他必需品全部被打落到海里，漂了起来。所幸的是，这些东西只是下面湿了，并没有丢。住进博托福戈，他赶紧把这些东西拿出来晒干。
他抽出几天的时间，整理了在巴西内地旅行时所采集的东西和补写的日记。
博托福戈位于科尔科瓦多山麓，科尔科瓦多山体呈陡峭的锥体形，白云经年缭绕在半山腰处，此山的海拔在六百八十多米以上。达尔文在这里住了两个半月，研究了里约热内卢附近的自然景物。白天，达尔文去周围旅行或整理收集来的东西；晚上，他就读一些游记给一些朋友写信。其中，他读过安松船长的游记，这位船长曾到南美洲探过险。洪堡德的游记他又重新读了一遍，他发现洪堡德的见解和观察，和他自己对热带自然界的观察和印象有许多相同之处，这让他很高兴。如果一个人的所作所为不被人理解是很痛苦的，读洪堡德的书，他感觉就像自己碰到了知己一样。傍晚，达尔文倾听着昆虫的鸣叫声；观察萤火虫的飞舞。他会收集萤火虫的幼虫，对其进行实验。
达尔文出去游玩的时候，有时一个人去，有时同美术家埃尔一起去，有时他还同“贝格尔”号上的其他海员或同当地的几个居民一起出去。在几个当地的居民中，有一个巴西小孩是农场主的儿子，这个小孩跟踪追捕野兽很有一套，他能根据一点点的蛛丝马，发现并追到极其罕见的动物，这种观察力令达尔文很是惊讶，达尔文不禁感叹，这才是真正的猎人。还有一个是酷爱打猎的葡萄牙神父，他打死过一只美洲野猫，并把这只当地的猎物送给了达尔文。
达尔文认为这里的植物和鸟类应该好好研究，不过，他对这附近的地质情况没有进行研究，他觉得没有多大意思。达尔文认为，这里的植物都非常美丽。当然，他在观察植物的同时，也没有忘记观察蜂鸟的飞翔、蜂鸟的习性，和大蛾蝶的习性差不多。
但陆上无脊椎动物和淡水无脊椎动物的收集，才是达尔文最关心的。他收集了很多搜集品，都是属于漂亮的陆生扁平软体多肠类。此外，他还经常对昆虫的习性进行观察，进行了大量的研究。他对这里的一些热带大型蝶非常感兴趣，并注意到其中的一部分蝶类有自己的习性特点：这些蝶类可以在陆地上奔跑，发出很大的“噼啪”声，同时双翅张开成平面。
当然，达尔文也没忘记研究自己非常熟悉的一类动物，他对这里的甲虫也进行了研究，并收集了其中一些甲虫的标本，他还发现这里的甲虫和美国的甲虫不是同一个科目。收集昆虫的时候，达尔文不禁回忆起他在英国迷恋甲虫的那些日子。
达尔文旅行、收集和整理搜集物的这些活动，有时也会因为一些原因而中断。“贝格尔”号的校级军官们经常想要他回去看看。禁不住劝说，他回了军舰一次，受到热情的接待。他愉快地听到了海军乐队演奏的一些乐曲，还和舰员们一起参加了他们举行的竞走赛跑。这里就是达尔文的家，所以达尔文关注这里的一切。他知道，在停泊的这段时间，一些军官和水兵已经退役，与此同时，舰上也来了新的军官和水兵。