達爾文在兒童時期，就具有敏銳的思維，對新奇事物有很強的好奇心，時常睜大眼睛注視著周圍突然發生的事情，表現出反應強烈的神態，而且還帶有幾分神經質。對平時經常接觸的物品、玩具，他能從各個角度觀察，並且每次都表現出一種似乎有了新發現的表情。他晚年談及孩兒時期的這種不尋常的表現，自己認為是天賦，是父母遺傳給他的，是他成名的先天基礎。確實，達爾文從小就顯露出與常人不同，也擁有常人無法具備的記憶力和觀察力。
最早的最完整的令達爾文終生難忘的事情是在他4歲半時發生的。一天，在蒙特新屋的客廳裏，姐姐卡羅琳用刀剖開橘子時，窗外的馬路上突然有一頭牛跑了過來，坐在姐姐膝蓋上的達爾文，立刻驚叫著跌下來。姐姐馬上用手去攔住他，目的是使他不致跌倒受傷，不慎卻用手中的刀子刺傷了他，因而使他的身上留下了終身的標記——傷疤。後來他還時常記得牛跑的方向、他坐的姿勢，還有發生驚恐場麵的情景。
達爾文是一個很頑皮的孩子。有一次，他獨自攀上一棵小樹，便自命不凡，認為這是英勇行為，應該受到大家崇拜。他還經常領著妹妹凱瑟琳一起去爬坐在屋後河邊的一棵大樹的丫杈上，觀看四周大自然的景色。他們還一起出去遊樂和暢談。由於他們到處亂跑，父親怕出事便教訓了他們一頓，還把他們關了禁閉。
達爾文家附近有一個大花園，園中種植了許多觀賞樹和灌木，還有果樹。在培植果樹方麵，他父親是特別有經驗的，這是他在動植物方麵唯一的一點愛好，正是這點愛好激起了達爾文的興趣。在桃李成熟的時節，小達爾文為了嚐嚐它們的滋味，就設法去偷摘。那時他采取的辦法，完全可以算是一項新發明。當時果園的大門在晚上上了鎖，四周的圍牆又很高，達爾文舒展矯捷的身段，迅速攀緣上一棵靠牆的樹木，很快就跨上了牆頭。然後，他用一根尖端牢固地插進一隻大花盆背麵的底孔中的長棒，把它提升起來，湊近那些要摘取的水果，用棒尖去撥下成熟的水果，讓它們落入花盆中，這樣就萬無一失地獲取了“獵物”。
在蘋果成熟的時節，他又去偷摘了很多蘋果，打算把它們分贈給左鄰右舍的朋友們。在贈送以前，達爾文向他們誇口說，他有神速飛跑的本領，並且當場表演一番，果真使他們驚奇得大聲歡呼。他們的讚美詞，使達爾文狂喜得手舞足蹈，以為他們確實從未見過這樣的“飛毛腿”。後來他才醒悟，他們的讚美，不過是為了要吃到他摘的蘋果罷了。
由於達爾文太淘氣，在1817年春天，他和妹妹凱瑟琳一起被送到了一所很小的私立日校（初級小學）當走讀生去了。學校在什魯斯伯裏大街，由當地唯一神教派教堂的一位總愛用《聖經》敲敲打打的凱斯牧師管理。達爾文的外祖父喬賽亞·韋奇伍德一直是個虔誠的唯一神教派的教徒。所以，達爾文的母親最後病倒之前，總是帶著四個較大的孩子到凱斯先生的禮拜堂去做禮拜。但是小伊拉茲馬斯總是不願去。他和父親、達爾文、凱瑟琳一樣，都成了英國國教的忠實信徒。
每次上學以前，雖然二姐卡羅琳總是先在家裏幫助達爾文預備功課，但是他時常擔心自己的作業不及格。當時大家都認為，他在學習方麵不及妹妹聰明伶俐。因為當時他活潑好動，喜愛去野外遊玩，經常爬樹探巢，摸取鳥蛋，捕蟬撲蝶，釣魚撈蝦，甚至挖蚯蚓捉小蟲。達爾文上學前，母親經常舊病複發躺在病榻上，就由卡羅琳負責管教達爾文。卡羅琳異常和善，既富於才能，又熱誠待人。可是，頑皮的達爾文卻覺得她熱心得過分了，每當他跨進二姐的房中，總是擔心自己會受到仔細的盤問和責備。因此，他采取了滿不在乎的頑抗態度，聽任她的說教，權當作耳邊風。後來，他每提起二姐在他幼年時對自己的照顧，總感到十分感動、難以忘懷。
這個時期，達爾文的性格中出現了一個特點——幻想，在他這種年紀的男孩子中這並不罕見。他說的幻想中的事物仿佛是在編造說謊，其實那是圍繞他所搜集的“標本”產生的、離奇的想象。
在學校裏，他經常吹噓自己的動植物知識，吹噓每看到一朵花，就能決定它的名稱、有進行分類的能力。他時常把家園中的花枝帶到學校去，揚言能用藥液使幾種花卉改變顏色，並神秘兮兮地稱之為“秘密液體”，但是他從來就不曾實際試驗過，隻不過是在頭腦中初步幻想要使植物發生變異，創造出新品種、新門類。實際上，他仍是一知半解，隻是向往著創造發明罷了。
當時有位同學威廉·阿爾波特·萊登（1805—1899年，英國著名植物學家），對他的說法十分好奇，反複追問他給植物定名的方法。達爾文無法回答，隻好撒謊說：這是母親家傳秘法，不能泄露外傳。
他宣稱他的化石中頗有幾塊是價值連城的奇珍異寶。他說搜集的硬幣中有一枚是羅馬造的，但實際上是一枚壓扁了的18世紀的舊便士。他還編造離奇的見聞故事，說在野外見到野雞等奇怪鳥獸，假作正經地講得好像實有其事，使聽者誤以為真，而他自己則以為表演了一場成功的戲劇。可是，這些謊言，日後難忘，反而成了對他內心的懲罰，使他因此到了晚年還是悔恨不已。
當然，他編造的玄妙故事並不全都是關於“標本”的。有一次，他把偷摘的水果藏匿在戶外的灌木叢中，跑回家去，謊稱說，他發現了一大堆失竊的水果。實際上，家裏人早就知道他在偷摘自己園中的水果，隻怕他受驚失足，從樹上掉下來，聽任他自得其樂罷了。
達爾文的父親對他編造玄妙離奇的假說根本不在意，也不曾想去製止他這種行為。相反，卻認為“這說明這個孩子富有想象力，”他常對卡羅琳說，“有一天他可能會把這種才能用到正事上去。”這次達爾文向父親報功時，父親借機因勢利導，曉以利害，機智地勸導他：不要編造謊言騙誘他人，這是一種道德犯罪，而要真正去用心觀察，發現新事物，掌握它們的內在特征和本質區別。
因為達爾文常憑想象騙人，所以別人也來捉弄他。在初進小學時，有一天，達爾文跟隨一個叫甘納德的同學去糕餅店吃小吃，由那個同學請客。在兩人出店門時，那個同學卻沒有掏錢包付款。達爾文覺得很奇怪，就問什麼緣故。他撒謊說：出店時，隻要把頭上那頂帽子按照特定方式挪動一下，店主就不要錢了。說畢，又一起到另一家雜貨店去，隨手取了一些小商品，如法把帽子一揚，就大模大樣地走了。當時，達爾文又天真，又好奇，被他激發，信以為真，認為這帽子是法寶，有隱身帽一般的神效，可以解決衣食問題，就借了去做試驗：再進糕餅店，取了糕餅，把帽子一揚，就往外走。不料店主猛衝過來，厲聲斥罵。他駭得張口結舌，無從答辯，隻好馬上放下糕餅，拚命拔腿快逃，免遭一頓痛打，結果引起這個同學捧腹大笑，達爾文方知大上其當。原來，這個同學認識幾家店鋪老板，可以賒賬，以後定期付給他們。後來，達爾文追悔莫及，始終引以為戒，認為凡事都要仔細分析，辨別真偽，不可輕信，不能貪小便宜。
從某種程度上來說，達爾文父親所預言的“有一天他可能會把這種才能用到正事上去”是正確的。有趣的是達爾文在成年後再也沒有說過謊。相反，真理，隻有真理才占有了他的心靈，正像他的全部著作所清楚表明的那樣。盡管如此，說話刻薄的塞繆爾·巴特勒在19世紀70年代攻擊達爾文的自然選擇理論時，竟誹謗說，當達爾文發現不可能用可靠的事實充分證明他的理論時，就傾向於使用想象。他甚至譏諷達爾文說：“作為一個科學家是在浪費時間，如果當小說家倒可能更合適些。”