“贝格尔”号结束对南美洲东岸的旷日持久的测量工作。“贝格尔”号再次出海，经麦哲伦海峡向西岸驶去。这是一个狂风暴雨的天气，达尔文由于害病而倒了霉。6月8日，“贝格尔”号驶进了不久前发现的马格尔累纳河，并经马格尔累纳河来到塔尔纳角，那里的岩石、冰、雪、风、水令人望而生畏，不过到了早晨，覆盖着一层雪的萨尔明托山的壮丽景象又显露出来，山麓下有着一片片阴森的树林和一条条通向海边的冰川。“贝格尔”号沿着狭窄的海峡迂回行驶，于6月10日从两大悬崖--东符里岛和西符里岛之间进入太平洋。这里海岸的形状，住在陆地上的人只要看到了它，整个星期都会想到翻船、危险和死亡，因而忧心忡忡。达尔文就是带着这种印象与火地岛永别的。
6月28日，“贝格尔”号停泊在奇洛埃岛上的圣卡尔洛斯港。奇洛埃是一个山峦起伏大岛，处处覆盖着密林，生长有常绿树木和热带植物，经常刮着来自海上的风，并带来大量的雨水。岛上和睦而又勤劳的居民是由具有印第安人的血统的混血人种组成的，他们使用最原始的工具来开垦土地和磨碎粮食。居民主要吃鱼、马铃薯和猪肉，栖身于清除掉树林的海岸上。圣卡尔洛斯是一个居住很分散的小村庄，村中房屋的四壁和屋顶都是用松木板构造成的。
7月14日，“贝格尔”号离开了这一处潮湿多雨的地方，向智利的主要海港瓦尔帕莱索驶去，7月23日到达该港，并停泊在那里。在离开火地岛和奇洛埃海岛之后，瓦尔帕莱索的气候使达尔文大为赞赏。城市也很美，它坐落在一排特别鲜艳的红壤土大山丘的山麓旁，由一条长街组成。远处显现出山峦起伏的科迪勒拉山脉的轮廓和圆锥形的阿空加瓜火山。达尔文在这里遇见了老同学和老朋友理查德·科尔菲德，感到万分高兴，达尔文就住他家里。
“在南方雾气弥漫的阴沉气候里长期航行之后，呼吸清新的干燥空气，享受美好的暖和天气，品尝有味的新鲜煎牛肉，乃是人生最大的幸福。”这是达尔文1834年6月24日给亨斯罗的信中说的。毫无疑问，经过长期困苦的海上奔波之后，能够稍事休息，达尔文对此就已经感到心满意足了。他也怀念起故乡、朋友和剑桥自由自在的生活来。看来费茨·罗伊不大招人喜欢，向来不动声色的达尔文在给剑桥朋友们的信中，有时在字里行间流露出对舰长辛辣的讽刺语气。
达尔文像以前一样，期待得到他的挚友、博物学问题方面的导师亨斯罗对他的搜集工作给予有益的建议和批评。达尔文将所收集的一切搜集物都给他寄去了。亨斯罗的住所成了这些搜集物的“大本营”。不过，亨斯罗的信有时一年，甚至更长一些时间还到不了达尔文的手里，这一点在“贝格尔”号经常航行和难于事先知道停泊地点和时间的条件下是毫不奇怪的。达尔文特别焦急地等待着亨斯罗对他在1832年8月从蒙得维的亚寄去的有关他的搜集物的一些询问的复信。亨斯罗是怎样看待达尔文的搜集物呢？亨斯罗会不会说他所收集的搜集物太少了呢？而他却在大量研究地质学，并试图弄到圣地亚哥的每一种不同的岩石标本！有谁会尝试在炎热的太阳下比他搬来更多的岩石！而“当他一无所知的时候”，他该怎样在热带森林中对陌生的植物进行采选呢？他与其说关心所收集的动物形态标本的数量，不如说是关心把标本保存得更好些。标出并记下标本的自然形态和颜色，而不局限于采集的时间与地点，他这样做是否对呢？同年11月，当他把搜集物连同一些珍贵的化石标本从布兰卡寄给亨斯罗后，他在给亨斯罗的信中写道：“我急于知道这些东西的处境，并急于听到对寄去的东西的数量和种类的各种评论。”
结果，对所有这些他认为非常重要的问题的答复，在18个月后他才收到。亨斯罗1833年5月15日写了复信，达尔文于1834年7月24日才收到，而且是在瓦尔帕莱索同亨斯罗于1833年12月15日发出的另一封信一块收到的。达尔文总是不大相信自己的能力。由于这么长时间没有收到回信，一切全靠自己处置，于是就想象，可能由于他的搜集物非常贫乏而且没有意思，所以亨斯罗也难于作答。当达尔文在瓦尔帕莱索一下就收到亨斯罗的两封信时，达尔文是多么高兴啊！显然，亨斯罗对达尔文的搜集物所下的评语特别好，“达尔文一切荣誉感达到了最高峰”。当然，亨斯罗建议他把自己的搜集物的复制品寄来。达尔文虽然意识到这个意见是正确的，但是他辩白说，他在海上经常患晕船病，只有在特别好的天气里才安然无恙，所以不能工作太久。他写信告诉亨斯罗说：“我的笔记篇幅已很大，四大开的纸我都写满了，有600小页左右；一半是地质学，另一半是对动物不完善的记述；对于动物，我照例是描绘哪些泡在酒精中保存起来的标本中无法看到的部分或事实。”
像以前的一些信一样，达尔文在这封信中也是匆忙同亨斯罗交换对动物的各种各样的印象的。这些印象就是：关于他们以前未见过的长着摇晃的鸟头和迅速移动的长线状物的苔藓动物的类型，关于他们在热带潮湿土壤中发现的涂有鲜艳色彩的陆生真涡虫；关于他原来认为是水母，而实际上是一种结构极为复杂、“无法归入任何一个现存的目”的浮游动物科等等。这些情况是与地质考察、对自己考察的叙述，对未来的展望，以及对搜集物包裹的命运的关心，杂乱无章地交替出现的。达尔文给导师写信说：“我的这封信中向您表达了相当大一部分利己主义，但您会想起来，在博物学方面，我把您视为我的父亲，而儿子是要向父亲诉说自己的情况的……”
达尔文进行了多次考察，有时是远途的，有时是在瓦尔帕莱索郊区。极好的天气使他觉得很幸运。当然，这里的植物很贫乏；虽然盛开着许多散发浓郁芬芳的花朵，但昆虫和鸟儿却很少。这是因为这里经常刮南风，而不刮海风这一情况决定的。
十一、考察安第斯山脉
8月14日，达尔文为了考察安第斯山脉的地质结构而出发旅行。行前，他向费茨·罗伊提出自己的打算：“舰长，我想攀登安第斯山脉，请您批准！”费茨·罗伊听了摇摇头说：“这个山脉，山连山，峰连峰，一共有5500英里长呢！它的最高峰有22800英尺高，你怎么闯得过去？”达尔文坚定地握着双拳，表达了自己的决心：“我从来不跟着任何人的足迹走，我要走前人没有走过的路！”费茨·罗伊被达尔文的热情所感动，给他派了两个向导、十头骡子和一匹马，组成一个登山队。
当他们爬到4000多米的高山时，达尔文发现了贝壳的化石。贝壳是海底动物，怎么会到高山上来呢？达尔文经过反复推敲，终于明确了地壳升降的道理。他激动地对同行者说：“看，这么高大的山脉地带，在多少万年以前，原来是一片大海洋啊！”
再往上登高，气候愈来愈冷，空气愈来愈稀薄。每走一步，就要喘一口大气。最苦恼的是东西煮不熟，烧了半天，水还是温的。土豆还是生的，但水已经化为蒸汽，烧干了。他们忍受着难以想象的困难，一直登上了安第斯山的最高峰。
“啊！美丽的大雪山，你已经在我脚下啦！”达尔文高兴地遥望着苍茫的大地。忽然，他又掏出笔记本来，记录着新的发现。原来，山脉的两边，植物的种类并不相同：即使是同一种类，样子又相差很远。它们为什么会有明显的差别呢？一个新的理论假设，倏忽跃进了达尔文的大脑：物种不是一成不变的，而是随着客观条件的不同而相应变异！
达尔文在通往基尔奥塔河谷的归途中，翻过了契里考昆山山脉，那里溪水旁的沟壑上长着许多常绿植物，从山巅之上俯瞰基尔奥塔河谷，它坐落在一群光秃秃的高山之中，景致美丽如画，还有橙子树和橄榄树果园。达尔文翻过了契里考昆山，就住在钟山的山麓之下。
智利的海岸与科迪勒拉山脉间的地带，被几条与主脉相平行的小山脉分割开来。在这些山与山之间的一些窄狭平坦的盆地里，也有一些重要城市，横向的平坦的河谷原来都是海。这里的盆地和河谷的外貌当时与火地岛的地质相似，也有大量的海峡、河渠、海港和海湾。许多急流流入大海，使智利平原变得特别肥沃：那里种植着小麦和玉米，果园里栽培着桃树、无花果和葡萄。
8月16日，达尔文雇了一名向导和几匹强壮的马匹，登上了海拔约1820米高的钟山。钟山南坡上长着一片竹林和一些与众不同的棕榈树，树身很粗，最粗的地方是树高的一半。居民们经常取出这些棕榈的树汁作为糖浆食用。
晚上，在河旁的最高处宿营，天气非常晴朗，空气洁净，在13公里地之内，可以看见停泊在瓦尔帕莱索湾的船只上的一根根桅杆，恰似一条条细线。翌日晨，他们到达山顶，在那里呆了整整一天，往山巅之西眺望，便可看到智利，智利就像呈现在地图上那样清楚，往山巅之东眺望，便可看到安第斯山脉，该山脉有一相当平直的山脊，在雪线的左边向前延伸，只是有时被一个个孤立的圆锥形的火山中断。
8月18日，达尔文下山，穿过靠近基尔奥塔和圣费利佩这两个小城市的美丽如画的河谷，继续往前走。第二天晚上，他到达位于主要山脉侧面的哈胡耶尔铜矿场，在那里呆了五天。
以前智利开采铜矿的方法特别原始。在达尔文访问之前，外国人曾作了两项根本改进：一是从炼过矿的熔矿炉里，把矿渣掏出来，再加以淘洗，这就可以得到大量的金属；二是开采黄铜矿石，这种矿石当地矿工起初是把它扔掉的，尽管他们并不怀疑从中可以得到许多铜。达尔文在这里考察了矿山的地质结构，可是积雪堆积和初起的暴风雪，使他不得不从考察途中提前返回，他本来打算上山去考察的。
十二、新发现
10月28日，“贝格尔”号从南面驶抵加拉帕戈斯群岛中的最大岛屿--阿尔贝马尔岛。第二天，“贝格尔”号绕过该岛的西南端后，通过了这个岛和纳尔博罗岛之间的海面，晚上停泊在阿尔贝马尔岛的邦克湾。翌日晨，达尔文上岸去散步，他考察了一个很大的椭圆形火山口，在火山口底有一个蓝色的浅湖。难以忍受的炎热和灰尘使达尔文喘不过气来。于是他急速地来到浅湖处，贪婪地去喝水，但是水却咸得很。在沿岸的悬崖峭壁上，有很多灰黑色大蜥蜴，它们差不多有几米长。而在丘岗上，则有很多另一种蜥蜴在跑来跑去，这种蜥蜴呈棕褐色，样子很难看。前一种蜥蜴，脚上长有一种能游水的蹼，蹼的边缘处被蜥蜴的尾巴压成了扁的。这种蜥蜴常常能游到离岸好几百米远的地方。达尔文把这种蜥蜴的胃剖开后，发现它们吃的几乎全是海中的藻类。这种海里的蜥蜴在所有的岛上都能看到。陆地上的那种蜥蜴，尾巴是圆的，脚趾之间没有蹼。这种蜥蜴只有在阿尔贝马尔岛、詹姆斯岛、巴林顿岛和英第法替给勃尔岛上才能看到，而在南面和北面的很多岛上却碰不到。
陆地上的蜥蜴也吃植物。他们吃仙人掌、各种树叶，特别是洋槐树叶和一种酸果。
这些岛屿上的居民告诉达尔文，他们区别各个岛屿的乌龟，不仅是根据其大小，而且还根据其他一些特征。达尔文在对生长在加拉帕戈斯群岛上的动物和植物做了调查之后，得出了一个使人很感兴趣的结论：鸟类、爬虫类、昆虫和其他一些种类的生物，都是这些岛屿上的“原有居民”，它们在其他地方是见不到的；从所指出的在各个岛屿上的乌龟之间的差别也可推及到其他各类动物。同时它们又都表现出与生长在美洲的动物有着明显的种属关系，尽管560海里这一广阔的海洋地带把它们同大陆隔离开来。当然，更确切的材料是他后来在英国经过专家们对收集品经过整理加工之后得到的。但是，毫无疑问，这些事实本身他在当时当地就已经看清了。例如，他在这里曾经找到了一只特殊的、对美洲大陆来说是非常典型的白兀鹫，一只凤头鸡和一只斑鸠。这些动物都和美洲的很相似，但毕竟又有所不同。他还看到一些特殊的燕子（它与美洲的很接近）和儿只反舌鸫（它们是美洲所特有的）。特别有意思的是几只花鸡，它们的种类不问，嘴的形状也不同：有宽形的，像蜡嘴雀的嘴；中等类型的，像海雀的嘴；有更尖细的，像知更鸟的嘴；有的像舍契德雀一类鸟的嘴，很像旋术雀的嘴。
费茨·罗伊在达尔文的工作室看到这些花鸡，笑着问他养这么多相同的鸟有什么用。达尔文告诉他，这些鸟都不一样，是同一个种类里变化出来的。舰长是一个虔诚的基督教徒，听了以后大不以为然，严肃地说：“任何东西都是上帝创造的，上帝创造的东西是不会变化的！你决不能这样讲啊！”这时，达尔文的观念已经成熟了，他很有信心地说：“舰长先生，这些鸟的祖先，都在南美大陆。它们由于种种特殊的原因，例如乘风飞来啊，带大鸟带来啊，靠木片浮来啊，来到了不同的岛屿。岛的四周是水，它们没法飞出去，就在各自的岛上生活，年长日久，因为环境不一样，就产：生了物种的变异。”“你说什么？”费茨·罗伊简直不相信自己的耳朵。“物种变异！也就是说，生物为了适应环境，产生种种变异，经过遗传和自然选择，逐渐形成了新的物种。”达尔文肯定地回答。“你难道不相信万物是上帝创造的吗？”舰长气愤地质问道。“我相信上帝，更相信真理……”达尔文坚定地表示。
1835年10月20日，“贝格尔”号从加拉帕戈斯群岛向西航行，开始进行3200百公里的长距离的转移。由于天气晴朗，又是顺风，所以这次转移并不固难。“贝格尔”号穿过了低群岛或者叫做危险群岛，在这里由一些地势低的珊瑚岛形成的一些环形，环形内有一些静水构成的浅水海湾，刚刚露出海面。11月15日，“贝格尔”号驶抵旅行史上有名的塔希提岛，在马塔凡湾停泊下来。像访问过这个岛屿的一切旅行家一样，达尔文也对山脚旁的这个低地十分赞赏。这个低地由一些构成静水海湾的珊瑚礁挡住了海浪，而这个静水海湾则可以用作停泊船只的港湾。低地上长满了非常好看的热带植物--香蕉树、橙子树、椰子树和面包树，而在开辟出来的空地上则种着参薯、西洋甘薯、甘蔗和菠萝。长着极其好看的大叶子，叶子上又有很深切口的面包树是塔希提岛热带风景的独特之处。达尔文在《日记》中写道：当看到整块整块的树丛，树干粗壮、树叶密茂，同时又结满了营养丰富的累累硕果时，真使人为之惊叹……当看到这引起美妙的树林，一想到它们将带来很大的利益时，就更使人为之赞叹不已。”
这个岛上的居民给达尔文留下了极其愉快的印象。