經過一路的顛簸，達爾文在到達故鄉的時候十分疲倦，然而，英國的田野、菜園和森林為他驅散了旅途的疲勞。等他到達希魯茲伯裏時，時間已經很晚了，他決定不驚動家人，在一家旅店裏住了下來，明天，給家人一個意外的驚喜。
第二天一大早，達爾文便起身向家裏走去，當他靠近那熟悉的房屋時，內心不由得突突直跳，第一眼將會看見誰呢？
還不到吃早飯的時候，達爾文輕輕地敲了敲門，他聽見裏麵傳來了輕輕的腳步聲，盡管分別了五年，他還是一下子分辨出了那腳步聲。“蘇姍姐姐”，他輕輕地喚道。前來開門的正是溫和善良的蘇珊姐姐。一下子看到弟弟，她幾乎不能立即認出高大英俊的查理，她愣了一下，發出了一聲歡呼，緊緊地擁抱著他，然後，她轉身向屋內跑去。達爾文微笑地跟在後麵，一下子，從屋裏湧出了一大群人，最後麵的是笑容可掬的老父親，他們歡聚一堂。老達爾文看著兒子挺拔的身材，打心眼裏感到高興和自豪，他對女兒們說：“瞧！他樣子變得多大，甚至連頭型都變了。”女兒們說：“是嗎？我們怎麼沒看出來呢?”大家笑作一團。
還沉浸在和親人團聚的歡樂中的達爾文，第二天便給亨斯羅寫了一封信，同時還給費支羅伊艦長寫了一封熱情洋溢的信。
達爾文很快便到了劍橋去見亨斯羅，也將他的搜集品加以分類，以便進一步地分類和確定。環球旅行記錄下來一大本一大本日記，醞釀在心中的各種思想等待著他去整理、沉澱。他最初住在亨斯羅家裏，後來自己租了一個房間。亨斯羅在劍橋享有崇高的聲望，他為了達爾文的事業四處奔走。達爾文在劍橋度過了冬天，後來，他感到如果把自己的研究工作進行下去，他必須到他不喜歡的倫敦去。當達爾文還在旅行之中時，他所崇敬的地質學家萊伊爾就寫信給塞治威克說:“我十分盼望達爾文早日歸來，我知道我們在許多地方是相通的，他不在倫敦我感到非常寂寞，我希望你們劍橋不要把他獨占了。”要知道，英國的那些老地質學家們十分敵視萊伊爾，他的地質學思想很難被人接受和傳播，他感到知音甚少，當他知道了達爾文的研究時，興奮的心情是可想而知的。
達爾文在倫敦見到了萊伊爾，萊伊爾對他十分熱情，並對他的計劃十分關心。達爾文不僅熱烈地擁護萊伊爾的地質學思想，而且還準備在地質學方麵超過這位老師，他們是相互需要的，所以，見麵後，他們很快便成了好朋友。達爾文在倫敦還結織了許多博物學家。不久，他便當選為地質學會會員和動物學會會員。
達爾文這時是以一個自由科學家的身份出現的，亨斯羅曾為他謀到一個不錯的工作一一英國地質學會的秘書。盡管這個職位有不錯的薪水，但是需要參加太多的社交活動，達爾文不願意在這方麵浪費寶貴的時間，對於他來講，每一個小時都是寶貴的。於是他謝絕了職位，專心投入地進行科學研究。這時候，老達爾文醫生已經以兒子為自豪，他全力地支持兒子的工作，使他沒有顧慮地做自己想做的事。
在倫敦，他整理出版了《一個博物學家的日記》，在此期間，他還作了《關於〈南美的巨漂礫）和關於地震》的地質報告，受到了地質學界的廣泛讚譽，在萊伊爾的幫助下，他開始寫作《“貝格爾”號的動物學》一書。不過他考慮最多的還是物種起源的問題。
在這個世界上，幾百萬年以前的鳥類、爬行類、哺乳類、人類，是些什麼樣子呢？那些花、草、植物在幾百萬年以前又是什麼樣子呢？通過環球旅行，使達爾文突破了對《聖經》的迷信，產生了物種可以變異和物種不是上帝創造的思想。但是，如果物種不是由上帝創造的，那麼它們是由一種什麼力量創造的呢？物種可以變異，但是隻有變異怎麼形成新的物種呢？自然界是通過什麼方式使變異形成新的物種呢？
達爾文決定首先從研究家養的動物和人工栽培的植物入手，弄清這些在人工幹預下形成的動植物品種是從哪裏來的，是怎樣發展成目前這種樣子的?
當時，英國的農業發展已具規模，有許多：型的農場，采用人工方法改良舊品種，培育新品種。各地形成了許多雞、狗、鴿新品種培育俱樂部，它們舉辦各種展覽會，為了發展農業，政府也很支持這類活動，為展覽會頒發選種獎章。人們通過大量的選種工作，培育了許多馬、狗、雞、鴿的新品種，什麼短角牛、細毛羊、大白豬等層出不窮，各種農―品和觀賞花卉也爭奇鬥豔，使眾人目不暇接。
這些俱樂部和展覽會為達爾文的研究提供了許多機會，他常深入俱樂部去調查，去拜訪那些培育新品種的專家，讓他們介紹培育新品種的經過。他自己還親自參加了養鴿俱樂部，飼養鴿子，並對它們進行詳細的觀察和研究。他曾寫信到美洲、印度、波斯等地去取購特殊品種的鴿子標本，他還托人從我國的福建、廈門等地給他寄去特殊品種的鴿子標本。他翻閱大量的學術資料和著作，通過一年多的研究，他得出了一個結論，那就是人類總是通過選擇那些對人有利的變異，通過變異的代代積累，形成了新的物種，他把這種選擇作用稱之為入工選擇作用。
人們可以通過選擇來形成新的品種，但是大自然中的生物是通過什麼方式進行變異和形成新物種的呢？他感覺他已經摸到了問題的邊緣，模模糊糊地感到了答案的方向，但又始終捕捉不住，為此，他度過了不少不眠之夜，苦苦地思索。
他又把精力放到了對旅行時發現的研究上，為了解決自然界物種變異的問題，隻能在這裏尋找答案。
在旅行到加拉帕戈斯群島時，他最早產生了進化的觀點，他想，如果一個物種產生出其它的物種，也就是說，如果它們發生變異的話，它們的種族就不會徹底滅絕，因為它們就像用種子進行繁殖一樣而繼續存在。地理擴展方麵的事實也使他認識到進化的問題，為什麼在某些地區動物屬於一定的類型，這其中一定有什麼原因，為什麼羚羊在非洲，袋鼠卻生活在澳大利亞，當然，這不可能是有兩個不同的創造者，這隻是因為進化，是因為羚羊的祖先在非洲，袋鼠的祖先在澳大利亞而已。可是，什麼力量使物種變異呢，為什麼某些物種通過變異形成新的物種，而某些物種就滅絕不存了呢？看來，除了變異、進化之外，在其中還有一種原則，而它又是什麼呢？
達爾文在這個時期已經明確地向自己提出了進化原因的問題。看來，對於進化，他已經不再有任何懷疑了。為了弄清進化的原因，他想必須也弄清物種為什麼會滅絕。他很容易地想起了加拉帕戈斯群島上的石鶇，它們在有利的條件下大大地繁殖起來。而鴕鳥的變種的適應性很差，因而也比較容易滅絕。看來這一切都依據於這樣的原則：在狹小境域內的繁殖和由於條件變化而引起的變異，在適應它們所處的條件時，能繼續存在和發展，那麼，有些物種的滅絕是由於不適應環境的結果。
在苦苦地思索中，達爾文找到了適者生存的原則，盡管他還沒有完全係統地闡述它，可是，他已處於成功的門檻上了。
五年的航海探險生活，回國後不加停頓的研究工作，苦苦地思考和實驗，使達爾文的身體狀況產生了危機，在旅行中他的身體就受到了很大的損害,遺留的問題也在這時暴露出來，他開始感到頭痛，消化不良，眼花，易於受刺激，盡管他曾經是個醫科大學生，父親是一個四方知名的良醫，這也無法阻止他的身體壞下去。