最引起达尔文注意的是岛上的鸣雀，他一共在岛上认出了十三种这种鸟，并认为这些鸟原本是同一种鸟，但因为居住在不同的岛上，结果变得各不相同起来。后来达尔文认为，这只能是适应不同环境的结果。他以鸟嘴的形状为切入口，记录了不同的鸟嘴根据就食需要而产生了不同的变化，用作进化论的一个证据。这些鸟后来被命名为“达尔文鸣雀”。有研究者认为，正是这些鸟在不同环境下的不同表现形式，启发了达尔文的“动物会随环境不同而发生进化”的思想。
有意思的是，达尔文对这些鸣雀的认识却是错误的。经过鸟类学家对他带回的标本所作的鉴定，这些鸟并不是同一种鸟；而且达尔文的记录相当模糊，根本没有载明哪种鸟取自哪一座小岛，而是一律笼统地标上了“加拉帕戈斯群岛”。虽然为了论证进化论的时候，他试图回忆不同鸟的取样地点，但这一切都是徒劳的，往事如烟，已不可再追。由此而带来的糟糕后果是，他很难以此为证据说明不同的环境可以产生不同类型的鸟或鸟嘴。
但事实就是这样，虽然达尔文对这些鸟的认识只是一种错觉，但它却导致了达尔文在长期的思考后得出正确的结论。
毫无疑问，这次环球航行对达尔文的思想是一次全面的洗礼。1836年10月，行程终于结束了，达尔文带着大量标本和日记回家了。而他的身份也发生了巨大的变化，他在船上和导师享斯罗的通信在博物学家同行间广为传播，这些信件中所表达的成果足以让他成为一个博物学家、地质学家和生物分类学家。著名的地质学家赖尔亲自将达尔文引进伦敦地质学会，两人也因此成了忘年交。此后达尔文提出的环状珊瑚礁形成理论更是稳固了他地质学家的地位。在伦敦科学家圈子里，达尔文已成长为一位炙手可热的人物了，著名植物学家胡克(Joseph Hooker)也成了他的好朋友。许多人都相信，达尔文必将大有作为。
但是达尔文开始发现自己的身体越来越差，后来索性长年虚弱多病。没有人知道他到底得了什么病，有人干脆认为他得了疑病症。有这种毛病的人总以为自己有病而且身体虚弱，其实没有大问题，因为他很高寿，并且一口气和妻子生了十个孩子。
达尔文的妻子是他成功的有力保障，“每一个成功男人的背后都有一个女人”，这句话对达尔文来说有着特殊的意义，不单因为这个女人很听话，而且因为这个女人很有钱。
理性的达尔文并不打算随便结婚，他曾详细列了一个十几页纸的表单，对照了结婚可能带来的好处和烦人的地方，结果得出的结论是结婚的好处稍大一些。因为他相信，妻子可以生孩子，可以做家务，无聊的时候还可以和他说说话。用达尔文自己的话说就是，“有一个妻子总比有一只狗强”。
很多天才之人对待婚姻和爱情的态度有别于常人，有一部分人在一开始的时候出于雄性激素的支配，态度可能也确实是很真诚的，但因为他们内心真正的兴趣并不在于此，所以谈情结婚生孩子对他们来说不免有屈尊之感，有时带有明显的功利性色彩。比如百科全书式的近代科学之父笛卡尔、大物理学家爱因斯坦、大音乐家瓦格纳(Richard Wagner)，甚至瘫痪的只剩两只手指能动的霍金也是这样。
反正，不管怎样，达尔文决定向表姐爱玛(Emma Wedgwood)求婚。
爱玛并不知道达尔文内心的真实想法，这是一个天真单纯、活泼可爱的小女人，她充满好奇或许还带有一点钦慕地答应了达尔文，并在以后的生活中以照顾达尔文为自己的巨大乐趣。然而爱玛对达尔文的真正意义远非如此。因为爱玛的家庭非常富有，所以给了她一大笔巨额财产作嫁妆，父亲这边也一次性支付了数量可观的安家费。达尔文不再需要找工作了，年近三十的他就这样过上了衣食无忧的贵族生活。他可以安闲地阅读、写作，或者思考。
心情舒适的达尔文开始整理自己的环球航行的资料，并很快出书。这本书销量很好，给了达尔文一个意外的惊喜，他从没想到过，自己竟然拥有作家的天赋。他那散文式的文笔给他巨大的声誉，时至今日，他的科学散文仍然是英国文学常用教材之一。那种拖沓细致的行文风格可以给人一种贵族般高雅从容的感觉。
但随后达尔文的身体状况迅速恶化，经常出现心悸、心痛等症状，后来还出现了长时间呕吐、头痛、胃痛、全身无力，以至于他害怕参加各种聚会，因为担心哪一天会死在路上。
或许了解这一点，对于他为何迟迟不能完成《物种起源》的写作任务也就可以理解了。
但是达尔文的病症真的很奇怪，没有医生知道哪里出了问题，后来的研究者根据他的病情记录也判断不出是什么毛病。有人提出一种假说，指达尔文得的是一种心病，因为他总在心里不停地挣扎，他坚信自己的理论是正确的，但又深知会招来巨大的抵抗和指责，为此他徘徊犹豫、难以自决，又无人倾诉，只好生病。
于是达尔文决定搬到乡下去住，好远离伦敦肮脏的空气。
1842年，达尔文在伦敦郊外肯特郡达温材购买了一座景色幽致柳暗花明的乡间别墅。在大海上绕行了遥远的路程后，这个人开始过上了稳定的隐居生活。
只有他的大脑，却一刻没有停止过思考。
达尔文花了十几年时间整理航海带回的资料，此外他最重要的任务就是思考物种起源和进化的问题。基于前人的研究和他自己的观察与理解，进化对他来说是简单的事实，已不再需要怀疑。他的任务是要回答生物为什么进化和如何进化。根据他的笔记记载，自1837年7月起，他开始记下关于这一问题的零散的思考过程。在这一过程中，他不但自己种植和饲养动植物进行直接观察和研究，而且不断地与各地的科学家用通信的方式进行广泛的交流和沟通。这是一个漫长和不断重复的思考过程，最后达尔文终于形成了自己的一套理论。虽然没有发表，但已基本成形，并在同行科学家之间进行了小范围交流意见。
据达尔文自己的说法，他在1838年秋天为了消遣，把马尔萨斯(Thomas Malthus)的《人口论》读了一遍，书中所描写的人类生殖繁荣和生存困难给他留下了深刻的印象。马尔萨斯断定，要解决人口增长与资源短缺问题，饥饿、战争和瘟疫是必不可少的手段，只有这样才能大幅度裁减多余人口，特别是裁减穷人。据说正是《人口论》让达尔文突然在脑海中闪现出了自然选择的念头，这似乎是一个非常有戏剧性的过程。
但后来的进化论学者古尔德拒绝接受这种说法，他认为达尔文灵光闪现式的传说虽然迷人，也容易为大众所津津乐道，但这种说法却是不可信的。根据达尔文的笔记，他当天只是非常平淡地记录说已读过《人口论》，没有提及任何感想，甚至连一个感叹号都没有加上，这对于经常连用三个感叹号以表示开心或惊奇的达尔文来说，只能说明马尔萨斯对他的启发作用是有限的。
古尔德之所以特别看重这个问题，是想告诉所有人，像进化论这种对人类来说非常重要而又极具创新性的思想体系，不可能是灵光一闪那样可以简单地一蹴而就的小事情，这是人类对自然长期探索和思辨的结果。达尔文完成了其中的重要一环，就算这个灵光一闪的传说是真实的，那也是建立在长期思考的基础之上的，而绝不是像撞球那样偶然完成的，那是顺着思想的长河向前探源的必然结果。
其实达尔文本人关于进化的观点与后来被进化论学者们一再修订过的理论有很大的出入，这个理论有了一个新的名字，叫“现代达尔文主义”，但“生物进化”和“自然选择”这两个内核基本没有被动摇过。不妨先看看达尔文自己关于进化论思想的要点：
首先，达尔文明确并充分证明了生物是变异的。
其次，变异的方式是一点点地、渐渐地、悄悄地变，在达尔文自己的控制范围内，是反对跳跃式的变异的。
再次，达尔文相信物种都有强大的繁殖能力，其繁殖数量之庞大，大大超过了自然的承受能力。所以后代必经大量淘汰，这是竞争存在的根源。
复次，一母生九子，九子各不同，不同的变种对环境有不同的适应能力。适应下来的才会成功地生存下去，并把优势遗传给下一代，否则就是可怜的被淘汰者。此所谓“适者生存”也。
最后，有资格做这种出生死裁决的只有大自然，是大自然无处不在的巨大力量，无时无刻不对所有的个体进行着严格的筛选，这就是“自然选择”！
这几条，无一不成为后来斗争的焦点，即便在进化论者内部，除第一条和最后一条外，也不断地产生不同的声音。正是这些争论，使进化论得以不断向前发展。
在这个思想基本形成以后的二十年左右的时间里，达尔文没有写出相关的论文来。有人说达尔文担心受到宗教迫害，而事实是，宗教裁判所早在1600年就已经不用火刑柱烤人了。身体不好也只是一方面原因，更漂亮的说法是，达尔文在寻求更全面的理论和事实支持。虽然他做了很多看似与这一重要理论毫不相干的工作，比如他栽种了大量兰花，不厌其烦地记录兰花开花的模式，饲养并观察了很多长相各异的鸽子。此间他还花费了八年时间写了一部籐壶分类和生活史的大部头著作，连他自己都对此感到吃惊。
但应该承认，他的这些工作都是有目的的，是围绕着一个中心展开的，那就是意图去证明他的关于物种进化和适应的思想。达尔文相信，在有限的时间内经过人工培育而发生的物种变异完全可以与自然界发生的变异相比拟，只不过是以自然选择代替了人工选择而已。
但时间拖得太长了，达尔文甚至自己都担心完成不了理论完善的工作。为此，他不得不在写出了一个基本纲要后向妻子作了一个交代，万一自己早逝，希望妻子能把手稿交给赖尔或者胡克这些人，由他们代为整理发表。
达尔文仍在拖拉中，正当一切看起来毫无希望的时候，如文章开始介绍的那样，华莱士突然登场了，达尔文大吃一惊，《物种起源》硬是这样被逼了出来。