劍橋大學在19世紀前半葉有許多方麵與今天迥然不同。幾座古老的學院樓舍雖然經曆了風剝雨蝕，在近150年的歲月裏沒有多大變化，但是周圍的環境卻變得無法辨認了。過去是一個僅有大約8千居民的死氣沉沉的集市小鎮，如今已發展成為10萬人口的小城市。從前鎮內狹窄街道上曾經回響著的得得馬蹄聲和嘎嘎車輪聲，今天卻充塞著各式各樣大大小小的機動車輛，如果你想在人行道上與人邊走邊談，非得高聲喊叫不可。在達爾文時代，自行車這種大學生普遍采用的代步工具還沒有發明。你要麼步行，要麼就在經濟條件允許的情況下租匹馬騎，或者付費用由馬房代養自己的馬。
但是最顯著的變化還是大學生活。在19世紀30年代，靠獎學金上學的學生比現在少得多，當然沒有公費生。因此絕大多數大學生都得交學費，而且還要自理食宿，這就是說，當時的大學生們的家庭生活比較富裕，最起碼得能承擔起學費和食宿費。遺憾的是，這些富家子弟卻並非個個頭腦聰明，有不少人不能了解家長的初衷，在學校裏也就是混混而已，所以那些不能領悟教授所傳授的知識的人，便經常畢不了業。某些劣等生出錢買學位的不良風氣曾一度很盛行，但到19世紀末，這種做法就完全被禁了。
那時，大學裏的社交活動在學生生活中占有重要地位。人們認為，應當教會學生們懂得人情世故，使他們畢業後能在社會上立足，並有些起碼的經驗。所以包括所有學生在內，都經常在自己的房間裏舉行社交聚會，邀請氣味相投的朋友在一起飲酒作樂，甚至大量酗酒，不喝則被認為不夠朋友、不講交情。那些不參加聚會的，或者未能做東的都被視為不夠高尚的人。另一方麵，學校當局對異性接觸表示不滿，並製定了一些規章製度予以限製，大學生因為這方麵有失檢點而不準外出或者勒令退學者也屢見不鮮。
鍛煉身體被認為是“必須做的事”，學校提倡學生從事體育活動，結果許多大學生由於沉溺於運動而花掉大量的時間，遠遠超過用在學習上的時間。同時，教師們也肯對那些擅長運動的學生在考試時高抬貴手，不少學生就由於這個緣故而得到令人垂涎的“及格”。
在愛丁堡大學讀了兩年以後，達爾文的父親看出達爾文並不想當醫生，因此就主張達爾文改學神學，將來做一名牧師。父親以為達爾文再不學好一種專業，就可能成為一個遊手好閑的人。而要想做一名牧師，就必須進一所英國大學，取得學士學位。本來決定讓達爾文從愛丁堡直接去劍橋在1827年秋季學期開始他的學習。這個學期開始於10月的第一周，是大學新學年的開始。當時英國大多數大學實行一年三個學期的製度。但是，什魯斯伯裏中學的巴勒特博士告誡達爾文的父親，他的兒子十有八九不能通過入學考試，因為這需要相當多的拉丁文和希臘文知識，這些課程自達爾文離開什魯斯伯裏學校後就再也沒有接觸過。達爾文後來也回憶說：“自從我離開學校之後，我就沒有看過一本經典著作。說起來好像是不能令人相信的，我狼狽地發現在這兩年中，我已經把所學到的幾乎每一件事情，甚至希臘字母都忘掉了。”因此，父親就聘請了一位叫溫特的家庭教師先生，為達爾文補習古典文學、希臘文、《聖經》等過去半忘的中學課程。這樣一來，達爾文就得苦幹幾個月，每天學習5小時，每周學習5天。功夫不負有心人，艱苦的努力得到了報償，這年年底他比較輕鬆地通過了考試，劍橋大學接受了他的申請。達爾文在春季學期開學時，於1月8日星期二，進入了基督學院，開始了新生活。
這時，達爾文的哥哥伊拉茲馬斯正在該校，不過他學的不是神學，而是攻讀醫學博士學位。達爾文到了劍橋，同哥哥一起租住在悉尼街煙草商人培根家的樓上。在基督學院的必修課程是數學和古典文學，即古代希臘和羅馬的著作。他還勤奮地溫習過去荒廢的中學課程，不久就能翻譯淺近的希臘書籍，如荷馬的作品和希臘文《聖經》等。哥哥伊拉茲馬斯在獲得醫學博士的學位後，即回倫敦去了，所以兩兄弟相處的時間不長。
後來達爾文承認，雖然有一段時間他成功地使父親相信他對學習感興趣，但他並沒有真正打算去當牧師。其實他對英國國教和羅馬天主教所傳播的教義都已失去了信仰。他發現《舊約全書》中頭一部分《創世紀》第一章和他從科學實驗中學到的東西是無法得到統一的。由於同樣的原因，他也不能相信聖母瑪利亞的單性生殖和基督創造的種種奇跡。他認為，科學同基督沒有任何關係，他不相信自己的所作所為有過神的啟示，進化論與信仰上帝是完全沒有衝突的，隻不過對於上帝的認識，不同的人有不同的解釋罷了。一個人的宗教信仰，本質上是個人的事情。正因為這種宗教觀，達爾文對宗教問題保持了緘默的態度。
所以，盡管他的進化論招致某些高級教會人士的尖銳抨擊，但在某種意義上講，他仍然是一個虔誠的教徒，至死不渝。他從來沒有定期去教堂做禮拜——有一段時間，大約有11年之久。他除了給孩子們行洗禮外，從未去過教堂，但人們總是認為他是一個履行教義的好教徒。事實上，他一生中，尤其是最後的20年，他捐贈大筆款項給教堂。他給唐鎮教堂的複活節贈款總是相當慷慨，每當複活節時，他還要贈送妹夫查爾斯·蘭頓（凱瑟琳的丈夫）牧師一張支票。對於《新約全書》中《四福音書》，即《馬太福音》、《馬可福音》、《路迦福音》和《約翰福音》所寫的許多東西他始終感到懷疑，這使他常常感到苦惱。
“這些東西可能是很有道理的，”有一次他和好朋友、傑出的科學家、對教義也有懷疑的托馬斯·赫胥黎說，“就像基督的存在可能是有道理的一樣。但是虛構使事實模糊不清了，所以我不能對《聖經》中所寫的一切都相信。”
達爾文勇敢地向錯綜複雜的神學攻堅長達兩個學期，這證明他雖然不太專心，卻還是一個有耐性的學生。他注意到亞當·塞治威克教師在被任命為牧師之後，卻又放棄神學而專門從事地質學的研究。這啟發了他，說不定自己也可以走這條路。
在劍橋的三年期間，用達爾文自己的話來說：“就學院的功課來說，我的時間算是完全白費了。”哲學、數學等，達爾文都不感興趣。有時，他耐著性子去學，隻不過是為了應付考試而已。
達爾文曾努力學習數學。1828年夏季，他到巴茅茨跟一位私人教師學習數學，但進步很慢。後來達爾文對此十分懊惱：“這樣沒有耐心學習數學是很愚蠢的，在以後的年代中，我深深悔恨我學的數學很不夠，至少對那些大的主要數學原理應該有所理解。”關於經典學，除了聽少數必修的學校課程的講授以外，他幾乎沒有去細心鑽研，聽課也幾乎是有名無實的。盡管如此，在入學的第二年，他還是比較順利地通過學士學位的初次考試。
在劍橋最後一年，為了爭取學位考試的最後及格起見，達爾文停止了一切研究活動，專心地去溫習、攻讀必修的經典學、小代數和幾何學等課程，以及神學家威廉·柏利（1743—1805年）著的《基督教教義證驗論》和《倫理學》。他經過努力，徹底地掌握了這些書的內容，並能完全準確無誤地默寫出全部《證驗論》。達爾文認為，柏利的《自然神學》和這本《證驗論》的邏輯，就同幾何學一樣是非常嚴密明晰的，是劍橋大學課程對自己的思想教育唯一有一點益處的部分。當時隻是為了應付考試而去學習，並沒有鑽研其理論前提有無實證和是否正確，依樣照搬加以背記。由於達爾文很好地解答了柏利著作的試題，在幾何學方麵做得也不錯，在經典學方麵也沒有慘遭失敗，所以取得了名列第10名的好成績，獲得了神學學士學位。這對於一心想使達爾文成為一名牧師的父親來說，是莫大的寬慰，但這種寬慰瞬間便消失了，因為父親已掌握了達爾文在學校裏的表現，在他的腦海裏形成了印象——達爾文可能像放棄醫學那樣，放棄牧師這個職業。父親的擔心並非是沒有道理的，事實上達爾文已經不止一次地提出過這個令他實在不能容忍、不能接受，也是他最擔心的問題。
達爾文進入劍橋大學後不久，學校的社交活動開始吸引他。從少年時代起，他就是一個活潑快樂的孩子，喜歡同好朋友一起玩，愛好戶外活動，就是入劍橋後，每逢節假日，他還是要到梅莊舅父韋奇伍德那裏打獵遊樂。所以，他追求那些完全投其所好的消遣就非常自然、不足為怪了。他熱愛騎馬，槍法較準，便與一些紈絝子弟一起組織即興越野賽馬，在劍橋與紐馬克特之間奔馳，周末就到沼澤地帶去狩獵。
他還變得過分熱衷於紙牌賭博，最喜歡玩21點。在劍橋的第二年，他享受到一些作為二年級的學生還沒有享受過的特權。在他的房間裏打牌和晚宴已成為學院裏的話題。包括少數貴族在內的許多名門子弟都來參加，其中有些成為他終身的朋友，他們在達爾文未來的事業中，都曾助過一臂之力。
應該提到，達爾文父母兩家的祖先都節製飲食。特別是韋奇伍德一家，由於是虔誠的教徒，多數都滴酒不沾。但是在達爾文的晚餐聚會上，學生們如果不喝掉相當數量的酒就絕對不會盡興。達爾文作為熱情的東道主，為朋友們準備了葡萄酒和雪利酒，他們自然也讓他一起喝上一兩杯。他從來沒有喝醉過，但他已對好酒上了癮，而且此後再也沒有戒掉，到了中年他就對酒完全成了內行。如果他媽媽活著的話，肯定會強烈反對兒子這個新養成的不良習慣。但是，達爾文的父親卻毫不在意，反而常常在假期打開一瓶酒和兒子共飲。
“學喝酒是男子教育的一部分，”一次他富有哲理地意味深長地對達爾文說，“但是，同時也應該知道過量喝酒的危險。喝得適量不但不會對人體產生危害，實際上，往往對健康有好處。酗酒則能毀壞一個人的身心健康。”