达尔文回到蒙德维的亚几天后搬回“贝格尔”号上。“贝格尔”号拖上从洛乌那里买来的“埃德文切尔”号纵帆船，于12月7日往南朝巴塔哥尼亚方向驶去。
这次航行一帆风顺。在离哥连德角不远的地方，达尔文撒到海里的一张小网捞取到了许多在海中浮游的活甲虫，其中一部分是淡水栖甲虫，一部分是陆栖甲虫。达尔文把这种现象解释为：有一条来自淡水湖的小河在离哥连德角不远的地方流进海里。
12月20日，“贝格尔”号驶进了希望港口，眼前是一片真正的荒漠，在荒漠的上面展现了一片辽阔的平原，混杂有淡白色的泥土的圆形砾石，长着棕褐色粗硬的草的寥寥无几的地块，多刺的灌木丛覆盖在它的上面。食物、植物和动物奇缺是这里的主要特征。从一些地方的名字如“饥饿港”就已表明这一点。然而达尔文还是射到了一只羊驼。这只羊驼除了内脏以外，净重70千克。达尔文在《航海日记》中写道：
“我们有了供大家过圣诞节用的鲜肉了。”
达尔文在“贝格尔”号上又生活了一年。他已成长为一个博物学家和旅行家。物种起源问题也就愈来愈广泛地在他面前展开了。恰恰在南美洲，有如此之多的贫齿目化石的发现，许多邻近物种的地理分布；对于动物的绝灭、动物的适应、动植物的相互斗争的观察，所有这一切都在为怀疑赖尔对物种所持的观点的正确性提供根据。达尔文在这一年仍继续研究南美洲的地质情况。他的研究工作经常是在困难的环境中进行的，要有十分耐心、孜孜不倦和坚韧不拔的精神，要有做出正确判断的卓越才能，要有善于博得当地居民信任的本领。如果说他在学生时代作为一个采集者、收藏者和猎人就已初步表现出了这些品质的话，那么现在他已成为一个善于思考、善于给自己提出问题、并且设法解决问题的博物学家了。第二年1月底，费茨·罗伊舰长、达尔文和水兵们，一部分人乘“贝格尔”号，另一部分人乘坐小船去勘探麦哲伦海峡。最后“贝格尔”号停泊在饥饿港。从这里可以望见火地岛最高的山中的一座山，即离该港150千米外的萨尔明托山。达尔文在这些地方又可对许多有趣的关于生物地理分布的情况进行观察了。麦哲伦海峡的两岸具有过渡的特性。在这里，巴塔哥尼亚的生物和火地岛的生物混合在一起。时常可以同时看见这一地区或那一地区的植物。
达尔文登上了第塔尔恩山。在连续下了3天的倾盆大雨后，山上的树木是这样的茂密，尽管海峡里暴风怒号，这里的树叶却一动也不动。堆满了大量腐烂树干的深沟与河谷使人望而生畏。脚一踏在这些树干上就陷到膝盖处，旅行者经常滑倒，特别是他们想靠一下的某些树干，原来是轻轻一碰就会粉碎的烂木头。最后树木愈来愈矮小，到山顶上就光秃秃的什么也没有了。从山顶上看，周围是些不规则的山脉，上面点缀着片片雪迹，看到有绿里透黄的河谷和大海支流。这里刮着刺骨的寒风，而空气中却充满了雾气。下山不费力，然而人们在下山时却经常滑倒。
“贝格尔”号离开麦哲伦海峡返回后，又向南拐，继续测量东火地岛的东岸，这次测量终于完成了。达尔文在圣塞瓦斯蒂安港看见了一幅壮丽的景象：无数条口内有齿的抹香鲸正在嬉戏，全身跳出水面后，再倒身扣打下去，发出巨大的拍水声，这种声音很像大炮的发射声。
“贝格尔”号在绕过位于东火地岛东南端的圣地亚哥角时，陷入了一个非常大而又危险的漩涡，没有风，南来的浪把舰艇冲往塔腾群岛的西端，而后又把该舰冲往该群岛的东岸。“贝格尔”号从这里又向火地岛南面的一些小岛驶去，并停泊在武拉斯吞岛。达尔文以前在这里就曾碰见过最可怜的火地岛人。这些部落甚至都没有首领，每个部落都仇视邻近的部落，他们相互之间都为一片荒无人烟的地带或中立地区所隔离，两个部落彼此都竭力争夺那些少得可怜的生活资料，即悬崖下和海岸上的贝壳、鱼类和海豹。他们的主要财产是独木船，打从欧洲人认识了火地岛人以后的250年间，这种独木船还是老样子。同处于最不开化的原始状态的人的多次会见，当时大概就使达尔文想到“追溯到许多世纪以前，并且问自己，难道我们的祖先也是这个样子吗？我们对于他们的手势和表情动作的了解，还不如对家畜的了解哩。他们是这样的人：虽然未被赋予动物的本能，但是看来人的智慧，至少说由智慧所产生的活动，他们也无法能说有”。
2月26日，“贝格尔”号进入贝格尔河，费茨·罗伊前些年就曾乘坐小船沿着这条河旅行过。这一次，“贝格尔”号在航行中熟练地顶着西风迂回行驶，通过了这条河。火地岛人一边不停地重复喊着“雅密尔舒纳尔”，一边进行着交换，用鱼和蟹来换取一些破布条。
3月初，达尔文和费茨·罗伊利用一个好天气，最后一次参观了朋松布海峡的北部，那里有一座高度甚至超过萨尔明托山2000米的壮丽的达尔文山，也参观了伏里阿海港。他们的熟人琴米乘坐着一只挂着一面小旗的独木船向他们驶来。
他怀着平常那种温和的感情，把两张水獭皮送给了自己的英国朋友，还把他亲手做成的几个矛头和箭头送给了舰长。当“贝格尔”号向着大海驶去的时候，他就在沿岸的一个山岗上燃起一堆火，作为送别的信号。
3月10日，“贝格尔”号又停泊在福克兰群岛附近的巴尔克里湾。达尔文在这里仍然顽强地、毫不动摇地继续进行自己的博物学家的工作。3月16日，他带着两名高楚人，对环绕着这个岛的部分地方，进行了一次考察。不管是寒冷的天气，还是夹杂着冰雹的暴风雨，或是只有地质意义的不毛之地都阻止不住达尔文。在旅途中他们经常会碰见一小群大雁和田鹬。而野牛和从前法国人运到这里来的马匹，却吸引住了达尔文的主要注意力。他满意地观察着高楚人灵敏地往野牛脖子上投套索，向野牛后腿的主腱上用刀一刺，使它不能再迅速地向前奔跑，霎时间就把刀刺入脊髓的顶端，然后就把野牛杀死。他和高楚人一起吃野牛肉，为了不使一滴肉汁流失，他们连皮烧烤。因为这个岛上的人通常是把容易对付的母牛杀死吃肉，所以这里就大量出现了公野牛，它们常常向人和马猛冲过来。达尔文观赏了高楚人拖倒野牛的敏捷动作，他们一个人把一根套索抛到牛角上，另一个人把另一根套索抛到它的后腿上，霎时间就能把向马猛冲过来的这头公牛拖倒在地。
在福克兰群岛上，野牛不断繁殖，而且具有健壮结实的特点；而一群群野马却在不断地退化，它们个子长得不大，许多野马都害有跛脚病，所以小马经常死掉。达尔文认为马的跛脚是由蹄子变长所造成的。至于小马的死亡，他认为是由于公马强迫母马抛弃小马而造成的。在任何情况下，变野了的家畜向他清楚地表明，有一些类型的生物比其他一些类型的生物更能适应新的生存条件。