19世纪三十年代，由于英法战争中英国大获全胜，英国工商业在世界上取得了霸权地位；由于英国国内工业革命深入发展，运输技术有了巨大的进步，在世界上第一个进入了“蒸汽机时代”和“铁路时代”。为了进一步扩张势力和掠夺资源，处于上升时期的英国资产阶级派遣了一批又一批的舰船，到世界各处去进行科学考察和军事探险活动，为了弄清各地的资源，还吸收了一些自然科学家参加这些活动。
贝格尔舰就是其中的一艘小军舰，它的排水量为235吨，在装配方面是一艘三桅船，并且携带着六门炮，同那些老式的十炮两桅船是属于一个等级的，这类船的外号叫做“棺材”，因为遇到大风浪时它们容易沉没。尽管如此，在地球上风浪最大的地区，在斯托克斯和菲次·罗伊两舰长的指挥下，它完成了五年航行，没有发生过一次严重的意外伤害。
当1831年贝格尔舰再度被派出去航行的时候，它已经破烂不堪了，所以它需要重新修造。为了使这条船适于这次环球考察，英国对它进行了极其仔细的装备。贝格尔舰这次远航的主要任务是测绘南美洲东西两岸和附近岛屿的水文地图，另外还要进行环绕全球的时计测定工作。海军部再次任命菲次·罗伊为皇家远洋考察贝格尔舰的舰长兼总指挥官。
菲次·罗伊舰长得知老友亨斯洛教授把达尔文推荐给他，尽管亨斯洛一再向菲次·罗伊说明达尔文就是他要找的最合适的人选，但是菲次·罗伊并不了解达尔文的性格，再加上他的好友——剑桥大学三一学院研究员威廉·派奇·武德，给他写了一封热情洋溢的介绍信，信里又提到达尔文是一个民权党员，就更不得了了，因为菲次·罗伊本人是一个保守党，他想达尔文这个民权党员若在船上专断行事，那么船上肯定会经常闹事误事的。鉴于这两点考虑，菲次·罗伊写信给亨斯洛，婉言拒绝了达尔文这一人选。
当达尔文兴高采烈地从施鲁斯伯里赶到剑桥，准备告诉亨斯洛教授达尔文医生准许他参加贝格尔舰时，却得知菲次·罗伊婉拒他上舰。达尔文很是失望，但又于心不甘，经过了一个晚上和翌日上午的犹豫不决，达尔文决定亲自到伦敦去一趟，直接同菲次·罗伊舰长谈谈。
9月5日下午1时，达尔文动身去伦敦。
见到菲次·罗伊舰长，达尔文就被他吸引了。26岁的菲次·罗伊舰长很有绅士风度，他五官清秀，谈吐彬彬有礼。他不但是个能干的海员，而且具有地质学和气象学的专门知识。在两人的交谈中，达尔文感觉到菲次·罗伊舰长的非凡性格，他具有很多高尚的特征：忠于职守，极其慷慨，勇敢，坚决，有不屈不挠的精力，而且跟部下相处得很好，像亲密的朋友。达尔文对菲次·罗伊舰长非常满意。
可是，菲次·罗伊舰长对达尔文仍然心存芥蒂。菲次·罗伊是拉瓦特尔的热诚信徒，他相信能从外表判断出一个人的性格，因此，他十分注重面相学。跟达尔文初次相见，他紧紧盯住达尔文的鼻子不放，菲次·罗伊心里想：生有这样鼻子的人，一定是没有精力和决心的。我怎能带这样的一个人去经历五年的航海？
菲次·罗伊是一个心直口快的人，他直言道：“达尔文先生，虽然你渴求知识的愿望和分析问题的能力，令我对你刮目相看，可是我怀疑你有足够的精力和决心来胜任这次艰巨的航海任务。”
“尊敬的舰长先生，这句话还为时过早，您没有带我上船怎知道我没有精力和决心？亨斯洛教授是最了解我的，有关我的精力和决心您可以向他咨询。而且，我敢保证，以后我在船上的表现是不会让您失望的。请相信我！”达尔文诚恳地说。
“好吧，既然你表现得这么坚决，我姑且信你一回。不过，你能承担起船上的费用吗？海军部规定，参加航行的自然科学家，在生活费用和装备方面必须自理。”
“这个您不用担心，舰长先生，我父亲已经同意我去航海，他会承担起我的费用的。”
“好吧，既然你确定要参加航海，那你得至少准备五百英镑，每月30英镑，这都是起码的开支，”菲次·罗伊顿了顿，继续说，“另外，其他的装备你用得着的，你看着添置。不过，我可得提醒你，最好带一把猎枪什么的，我不敢保证贝格尔舰所到之处都像英国一样是文明之邦。”
“那么，这是说您同意我跟随您一起去航海了？”达尔文高兴地说。
“是的，兄弟，赶紧去准备吧！”
达尔文没想到此行会是如此顺利，他高兴地赶紧跟三姐苏曾写了一封信，把情况都告诉了她。然后开始准备用品，并且拟定了旅行计划。
当一切都准备妥当以后，达尔文给菲次·罗伊舰长写信说，“11月4日贝格尔起航的日子，将是我非常光荣的纪念日！到那时，我的第二次生命就要开始，它将是我此后生活的诞生日！”
10月底，达尔文到达德文港，他准备在那里先住着，以等待起航的日子。孰料，贝格尔舰油漆和装修船舱的工作仍在继续，而且连续几天的天气都不好，开船的日期一再延迟，达尔文感到很紧张，经常神经痛或者心跳过速，这让他很痛苦，但又不敢到医院诊治，他担心医生和舰长不准他去航行。
因此，达尔文想做一些事情分散一下注意力，不让神经过于紧张。于是，他到船上帮助舰长观测气象，记录气压数据，检查校正时计等仪器。闲暇时，他就在德文港边自己租住的小屋子里研读科学著作，学习气象、测定方位角和避雷等航海知识。
12月10日，达尔文热切盼望的一天终于来到了——贝格尔舰要起航了，这一年，达尔文22岁。
贝格尔舰在上午10时起锚，哥哥伊拉兹马斯也上船相送，手足之情，依依不舍，直到贝格尔舰驶出德文港的防波堤外，哥哥才换乘小划船告别。
海上的天气变幻莫测。夜间风浪大作，暴风巨浪猛扑，军舰好像鞠躬倒地一样，前后颠簸，整夜不止，达尔文感到十分痛苦，因为他一直晕船，晕个不停。达尔文在《旅行日记》里写道，“我骇得魂不附体，我从来没有经历过这样的夜晚。”
第二天上午，贝格尔舰被迫返回到原地德文港停泊。中午到达船坞时，达尔文才得以安稳地躺卧。上岸后，达尔文坐在海边的石头上休息，看着滚滚的海水，脑海里也是波涛滚滚，进行了激烈的思想斗争：“如此一晚都能让我痛苦不堪，那么未来的五年呢？岂不是更常见？前途磨难更多啊，想要克服是何等地艰难！”
达尔文垂头丧气地回到船上自己的卧室里，他看到自己写下的目标：“首先要去采集标本，观察它们，并且阅读我所能获得的一切有关自然史的各门知识。其次，还要研读法文、西班牙文、数学、少量经典著作以及《希腊圣经》；要随身携带一本英文作品，欣赏阅读。同时激励自己，要经常勤学苦练，不断改进，不能自暴自弃。”
达尔文坐在床头，回顾自己几个月以来经历的种种不易，他想，难道就这样放弃了吗？最后，坚毅的达尔文说服了自己，他在日记里写道，“如果能够实现考察世界的愿望，那么这是一个多么稀有而卓越的机会啊！要做好到海上去的思想准备，要彻底理解这是多么艰巨的事业。我从此立志以船为家，不顾艰险，向前迈进！”
12月21日，贝格尔舰重新起锚离开德文港，但是又遭到风暴，被迫返回。
12月27日，贝格尔舰于上午11时，终于开船，离开了英国，入海航行。
由于船小的缘故，船上的人都得挤在一块狭小的地方，以便腾出更多的空间。在贝格尔舰那样狭窄的房间中需要绝对整洁，这使得达尔文从此养成了有计划的工作习惯。
舰长菲次·罗伊的心地很好，但是他的脾气很坏。通常是在早晨起来时最坏，他用锐利的眼睛，总能检查出船上的一切过错，发现后便严厉地训斥一番。当下级军官在午前换班时，照例都要问一句，“今天早晨分配很热的咖啡了吗？”其实，他的意思是，“今天早晨舰长的火气大吗？”
菲次·罗伊舰长是一个严格的军官，还有些多疑，有时精神很消沉，这个人很难相处。但是，菲次·罗伊舰长对达尔文倒挺和气，因为他与达尔文同住一个房舱。
尽管如此，菲次·罗伊舰长却得到了军官们和水手们的充分尊敬。人们忍受了他偶然表示的严厉态度，因为船上的每一个人都知道，他做任何事情，首先想到的是自己的职责，为了全船的福利，他会牺牲掉自己任何东西。船上的每个人都相处得很好，没有发生过争吵的事情，因为舰长轮流斥责每一个人，使大家相安无事。
由于达尔文在舰长的房舱中吃饭，别人对他便有一种特别的尊敬之意，所以海军见习生们最初常称他为“长官”。不过，这并没有招致青年军官们的嫉妒，他们之间成为了亲密的朋友。
沙利文是达尔文最好最真实的朋友，他喜欢跟达尔文在一起，因为在他眼里，达尔文从来不发脾气，也不说任何人的坏话。沙利文非常佩服达尔文的精力和才干，他常同伙伴们一起称达尔文为“亲爱的哲学家”。
梅勒什也是达尔文的好朋友，他非常喜欢达尔文的好脾气，没有人说过一句攻击达尔文的话，他时常看到达尔文紧张地工作，没有时间争吵，即使伙伴们争吵了起来，达尔文总会设法并且成功地排解了纠纷。梅勒什时常跟随达尔文一起乘一个小船，去从事达尔文的科学旅行。
达尔文从开船以后就发生了头晕。尽管贝格尔舰很顺利地逃过了三次强烈的暴风，一次在英吉利海峡，一次在马德拉群岛，一次在非洲的海岸边，但是逃过之后，他们一行感到了风暴的后果——一片波涛汹涌的大海，起伏的巨浪长久而又连续不断，达尔文由于晕船而感到的痛苦远远超过了他以前的设想，他甚至因为晕船而粒米不进，除了饼干和葡萄干，他的胃再也不能承受任何别的食物了。
每次晕船的时候，达尔文只有平卧在吊床上，才能略微感到痛苦减轻了些，他在心里鼓励自己，“你越向敌人作斗争，它就会越快地投降。”
有时候，达尔文感到实在晕得不行了，就把洪保德的《南美旅行记》拿出来专心地阅读，这样转移注意力以后，他才会感到愉快一些。有一次，达尔文对菲次·罗伊舰长说：“洪保德对热带风景生动地描写，对晕船者是一剂良药。”
贝格尔舰在海上航行，把时间和流水一起都甩到后面，转眼就到了1832年的元旦。从元旦之日起，一连三天，达尔文晕船加剧，几乎昏厥。当贝格尔舰驶经马德拉群岛时，达尔文因呕吐得太厉害，甚至不能站起来看一看远处海岛的轮廓。达尔文想，是否能在赤道附近碰上一条回国的船，好逃离这痛苦的晕船的劫难。
1月6日，贝格尔舰终于到达加那利群岛海域。达尔文渴望了10个月之久的特纳里夫岛已经呈现在眼前了。这时，达尔文感到他的健康已经有了中等程度的恢复，他想象着那些生长在热带山谷中的新鲜水果将会给他带来十足的快乐，并且读着洪保德关于岛上壮丽景色的描写。
达尔文看到了洪保德书中描述的那个著名的活火山，它海拔3707米，是一个圆锥形的高峰，耸立在海面上，景色果然壮丽异常。
“伙计们，咱们下船吧，上岸去休息，看看风景！”一个司令员兴奋地大喊。
贝格尔舰准备靠岸时，菲次·罗伊舰长得知，因为当地流行霍乱，岛上的西班牙政府禁止贝格尔舰靠岸，必须进行12天严格的检疫手续才行。
舰长非常气愤，不愿耽搁时间，他立刻下令，“扯篷！”
于是，贝格尔舰调转船头，继续向南航行了。
达尔文对此十分懊丧，他凝望着白云围绕的峰峦，凝望着积雪的峰巅伸入湛蓝的天空，只好叹一口气，离开了这个长期想念着的心仪之地。
望着海水，垂头丧气的达尔文忽然眼中一亮，他立刻回到房舱中，做了一个4英尺长的布囊，然后又出来把它装置在船尾的海水中，作为捞网，捕捞到不少海生小动物。
在以后的几天里，达尔文就专心地采集和观察这些动物，虽然感到很疲倦，但是他却乐此不疲，因为这减少了他对特纳里夫岛的遗憾之苦。
1月16日，贝格尔舰初次到达热带地区的佛得角群岛中的主岛圣地亚哥岛。下午3时上岸。
达尔文在岸上感到兴奋无比，因为在海上颠簸的生活终于可以暂时结束了，他说，“今天是一个非常愉快的日子，很像一个瞎子突然双目复明了”。
达尔文兴奋得有点手足无措了。这是达尔文初次看到热带植物界的壮丽景象，真是千姿百态，瞬息万变，目不暇接。只见群鸟在林中飞翔穿越啁啾，蜂蝶在花畔展翅飞舞，到处是从未见过的新奇物种，达尔文看着它们但是无从辨认，更别说对它们命名了。
收集了一些奇异的植物和动物，达尔文想，“这些新的标本，拿给亨斯洛教授看，他一定会像我一样高兴的。”
1月17日，骄阳高照，贝格尔舰在海上自由地航行。最终，它在小火山岛桂尔岛岸边停了下来。
菲次·罗伊大声地说：“伙计们，别偷懒了，现在开始干活了！”说着，带头走下船，他们要开始进行附近海域的测量工作。
达尔文也走下了船，他要考察火山的地质。在火山岛附近，达尔文拿着地质锤，背着大包，一边走一边采集岩石和动植物标本。
圣地亚哥的地质地貌是动人而简单的：熔岩流流过的地方是一些白色的坚硬岩石，这些岩石是由近代贝类和珊瑚凝结而成的，所以这股熔岩流流经的地方是曾经的海床。
此时的太阳接近赤道，有灼人的温度，照在脸上火辣辣的，豆大的汗珠从达尔文的脸上滚落下来，滴在他脚下的土地上。可是，达尔文似乎并不介意，他非常开心，并且异常忙碌。
这种忙碌的工作对达尔文来说，是一种职责，又是极大的乐事，他没有偷闲过半个小时。在一个火山区域中进行地质调查，对达尔文来说是再愉快没有了，除了它本身有趣以外，它还可以把人带到最美丽、最幽静的地方去。他漫步在椰子树下，穿梭于香蕉树和咖啡树的丛林中，游走在无数特异的野花丛中，只有喜欢博物学的人才能享受到其中的乐趣。
不一会儿，他背上的大包就鼓起来了。今天的收获真丰富啊，有黑色的火山岩，结晶的石灰岩，还有叫不出名字的岩石，达尔文都分门别类的记录下来。
休息的时候，达尔文坐在树荫底下的大石头上，他掏出怀中的日记本和钢笔，写一会儿想一会儿。每当一件事物使他感到喜悦时，他总是把它们写在航海日记中。达尔文有一个难能可贵的精神，就是持之以恒，他写这种日记一直坚持到航海结束，总共写了26本以上，这些重要的原始资料，成为他以后写作和研究的基础。
达尔文摩挲着鼓鼓囊囊的背包，心里有说不出的喜悦，这喜悦是因为艰辛的付出得到了回报。他像看珍宝一样，一件一件地仔细观察。这时，他想到查理士·莱伊尔的《地质学原理》中的理论，如果能够标明每块岩石在地层中的次序，再把这些岩石同生物遗迹——化石或者贝壳层的分布情况结合起来，同现存的生物做比较，就可以断定那个地区的地质年代，也可以看出那个地区在近期有没有发生过上升或者下沉的运动。