所有这些都表明，《一八八四年概要》的作者具有远见卓识和高度的观察力以及他对待科学的审慎态度。
这一期间，达尔文着力培养年轻的虎克成为一个学者，或者说一个继承人。两人频繁见面、会谈、散步。从1844年到1847年间，虎克恐怕是达尔文邀请到他家次数最多的人。
达尔文健康状况恶化后，虎克是惟一的在唐恩呆上几天、甚至几个星期的客人。他善于使达尔文感到无拘无束。达尔文从他那里吸收一些有关植物学、植物地理学方面的资料，有时就一些问题请教虎克。在身体允许的情况下，达尔文同虎克一起散步。
达尔文开始写《贝格尔号地质学》的第三卷--《南美地质考察》。1846年这本书出版。在书中达尔文建立有别于莱尔的新思想，指出地壳的形成是一个很漫长、很复杂的过程。书中达尔文对岩石进行了详细的考察，对矿物的产生和岩石的形成有不俗的见解。在书中，达尔文坚决摒弃任何具有引用圣经和宗教观念的形式的说明，表明他彻底的无神论思想。
《南美地质考察》的内容有：
（第一章）：关于南美洲东岸的上升。
（第二章）：关于南美洲西岸的上升。
（第三章）：关于含有表面沉积物的智利地质。
（第四章）：关于潘帕斯层系。
（第五章）：关于巴塔哥尼亚和智利第三纪层系。
（第六章）：关于深成岩和变态岩。
（第七章）：关于智利中部和科迪列拉山脉的构造。
（第八章）：关于智利北部。
随着1846年《南美地质考察》的出版，《贝格尔号地质学》三部曲全部完成。此前，从1839年到1843年《贝格尔号动物学》也由不同的编者编辑出版，即有第一部《古生物哺乳类动物》、第二部《现代哺乳类动物》、第三部《鸟类》、第四部《鱼类》、第五部《爬行类动物》。
达尔文的名气愈来愈大，他不得不费神处理大量的来信。在达尔文孤独而平静的生活中，通信--这个与外界联系的方式，让他同这个世界保持着关系。他向来总是立即回复别人的信件，待人以礼是他天生的特点。有时，他写信要花到三个小时，如果一封信没有回复，他晚上便难以入眠，失眠成了他生活中的家常便饭。
埃玛回忆说，他们住在唐恩的头20年里，达尔文从来没有一夜睡眠超过四五个小时的。各种方法，包括热饮料、蛇麻子枕头都不奏效，医生建议的麻醉剂，达尔文坚决拒绝，因为达尔文认为麻醉药物使人退化、堕落。后来他完成了自己的主要工作，情况才渐渐好起来。
在达尔文研究时期，他与莱尔和虎克的通信最多，他同从事家禽业的表兄福克司的通信也很多。
有时，达尔文离开唐恩去伦敦开会，埃玛为此颇为担心，因为这样会搞垮他的身体。每次开完学会会议或宣读完论文回来，他总是精疲力竭，头痛欲裂。1845年秋天，他不得不卧床两周休养。
旧病复发使达尔文得到了一个教训。从那以后，他只在极为重要的时候才前往伦敦，并开始较多地关注身体。但他仍固执地带病工作，完成他自己“那项极端重要的任务”。
1845年，达尔文修改后的《考察日记》第二版以穆瑞的普及本形式出版。这一版中，达尔文删掉了各种累赘的东西，将“关于气候、冰川等冗长论述”压缩了一半，同时又增加了一些东西，如关于珊瑚礁起源理论，关于南美古生哺乳动物形态，巴塔哥尼亚高地的地质，火地岛人情况，马尔萨斯的几何级数增长理论，动物灭绝原因等方面都进行了增加或补充。
达尔文把《一个博物学家的考察日记》第二版献给了莱尔，承认如果没有莱尔的《地质学原理》，那就谈不到日记及他取得的科研成果。但他和莱尔之间产生了分歧：莱尔在他刚出版的美国旅行记一书中，对奴隶制的论断让达尔文十分愤怒，无法入眠，直到莱尔在给他的信中表达对奴隶制的看法后，痛恨南美黑人奴隶制度的达尔文稍稍平和下来。
这时，英国出版了匿名作者的《创造的痕迹》一书，引起达尔文极大兴趣。这本书以新的形式阐述了进化的思想。
这本书的第一卷按地质时期分别整理古生物化石大量资料，第二卷提出有机界的自然发展，并根据《创造的痕迹》和古生物学、解剖学以及其他自然科学的对比，来确定这一发展的规律。
不愿与神学为敌的作者强调，他并不反对上帝和上帝的意志，仅仅反对上帝“一切都是注定的”这一说法专门参与新物种的出现。他承认上帝是第一推动力，但他捍卫科学应把规律作为上帝提出来的主张而加以研究的权利。
这本书在读者中引起很大兴趣，可遭到博物学家的一致谴责。《创造的痕迹》显然败坏了进化论思想的声誉。达尔文惊恐地注视着人们的反映，在内心深处他怕未来的关于物种学说会受到严厉的批评。所有这一切使他不再忙于写他的关于物种的书，并且推迟了最后付排和出版的准备工作，因为“弄不好会声誉扫地”。
放下关于物种起源的准备工作，达尔文找到了一个非常值得注意的蔓足目类的蟹，这是从智利海岸带回来的。这种蟹钻进另一个蔓足目蟹的甲壳里。达尔文开始对蔓足类动物进行研究，从1846年到1854年，他整整用了8年时间。
蔓足类，或蔓足目蟹，是一个极为特殊的群体。这些海生形态幼虫，处于六条腿浮游形态，这种无节幼虫后面长了很多小腿，后来变为蔓足目更为复杂的幼虫，幼虫增加了两片鳞，用它的触须固定在任何一个培养基上，并再次蜕变为成年的“固定动物”。躯体上的小腿长成触须一般，用小触须的划动把食物送进口里。鳞上覆盖着几块甲壳，而有的类型则像小塔一般的石灰质薄片围绕起来。在激浪地带，被大量胶状物质固定在陡峭的海岸上的海中橡实就是这样。
这是一部有根据、有分量的著作。从事这部著作让他感到极度疲倦，也极其高兴。
原来这一群动物在分类上非常混乱，每一个学者对蔓足类都根据自己的喜好来分类，加之这群动物有许多品种和变种而且变化无常，所以在科学著作中讲的种类让人很难弄清到底是哪一个种。
达尔文搜集了大量的、所有的蔓足类动物，以便占有充分的资料。一个个罐头瓶堆在他的桌子上，他几个钟头望着，目不转睛地观察着这些动物身上每一细小的性状、每一个器官。
蔓足目中的绝大多数是真正的两性动物，一会儿是雄性发挥作用，一会儿又是雌性发挥作用。蔓足目的固定形态异体受精之所以容易是由于浮动的幼虫固定在培养基上。
当达尔文发现一些微小的生物体，它们位于套膜腔里，经常固定在成年动物上，因而很容易把它们看做寄生物，事实上是退化了的雄体。其他物种的固定形态，仍然是雌雄同性。
经过艰苦的研究，达尔文明白，确定各个物种和各个变种之间的差别是多么困难。难怪后来达尔文称变种是“开始发展的变种”，而物种是“发展完成了的变种”。
在研究蔓足目动物的岁月里，达尔文三番五次地病倒，患病的次数比他一生中任何时候都多。他感到常年患病对自己的情绪影响很大。但对他更大的打击是家里的两次不幸事故。一次是他父亲多次中风以后，在1848年11月13日去世，达尔文悲恸万分；一次是他的10岁的小天使、掌上明珠小安妮在1851年4月23日被猩红热夺去了生命。达尔文忍不住流出了眼泪。
最后，达尔文用8年的辛苦换来了长达1083页的著作《蔓足亚纲》分类出版。如果从经济上考虑，这部著作出售所得的款项勉强可以抵得上出版费用，但它使达尔文在生物学领域里经受了多方面的严格训练，弥补了他在青年时期缺少系统学习和练习的不足。
专心致力于蔓足目的研究，其意义首先在于它证实了达尔文的进化观点，使达尔文后来无论是在细节上，还是在批判地利用各种材料作理论结论方面，避免犯大的错误。
1853年11月，达尔文荣获伦敦皇家学会的皇家奖章。
他仍然在患病。疾病给他带来了极大的痛苦。在他病情加剧的时候，因为学术争论，要付出力气，并引起激动，这使他身体更感不适，有时要躺上好几天。
唐恩开始了达尔文一生的第二个时期，在这个时期内，时间像钟表一样有节奏地过去，达尔文创作出许多有价值、重要的著作。