當時有許多探險家和自然科學家主動地去那些沒有人調查過的地區去探險。他們自告奮勇地為博物館或科學家們搜集一切材料。就在達爾文第三次認真地寫作《物種起源》時，另一位當時年方30多歲的英國博物學家艾爾弗雷德·華萊士，已經在形成他自己的有關自然選擇的理論。當時華萊士剛從巴西旅行了三年回來，並且正在準備再去馬來西亞。就是這個年輕人，幾乎使達爾文最偉大的傑作險些沒有機會問世。達爾文為了要搜集各種材料，便托華萊士代為留意，因此在他們之間，便經常有關於科學問題的通信。
華萊士到了馬來西亞，研究各種動植物，也看到了生物的改變，並且也總結了關於物種起源的理論。他的理論與達爾文不謀而合。他把這理論寫成一篇論文，《論變種無限離開原始型的傾向》，寄給達爾文，請求達爾文轉交給萊伊爾，以便在雜誌上發表。
這樣，華萊士反而走到了達爾文的前麵。這件事使達爾文受到很大震動，但是他聽到這個消息後不但沒有灰心喪氣，反而表現得極為寬宏大量。雖然他也想到自己的全部研究和探索有可能付諸東流，但經過激烈的思想鬥爭，他決定完全放棄發表他自己的理論，把自己吸收積累的全部資料交給一個經驗不如他豐富、比他年輕16歲的科學家自由使用，幫助華萊士發表他的論文。但是，達爾文的兩個好朋友萊伊爾和植物學家胡克都十分反對他這樣做。他們知道達爾文在這一工作上研究、探索了近20年的工夫，因此他們堅決主張達爾文把他關於《物種起源》的提要以及另外一封信與華萊士的論文同時發表。達爾文最後同意了這種做法。因此1858年7月1日，達爾文的論文與華萊士的論文便同時在林耐學會上宣讀了。
1858年9月，達爾文在萊伊爾和胡克的鼓勵下，開始第四次寫《物種起源》，在曆經13個月零10天的艱苦工作後，終於於1859年11月24日，集達爾文20年心血的這本偉大的著作——《物種起源》出版了。這部巨著無疑是達爾文生平最重要的著作，它為生物學別開了生麵，可以說是完成了一次偉大的革命。這本書在達爾文生前已經譯成了歐洲各國的文字，之後其他國家文字的譯本也相繼出現了。
達爾文建立進化論的曆程，充分說明科學來自實踐。華萊士和達爾文在不同的地方，幾乎同時得出基本相同的理論，說明時代已為進化論的創立提供了必要的條件。科學發現首先是在一定曆史條件下的產物，同時也是與科學家的努力分不開的。
《物種起源》及達爾文的工作，得到無產階級革命導師馬克思和恩格斯的讚譽。恩格斯在《物種起源》出版後的幾天，曾寫信給馬克思說：“我現在正在看達爾文的著作，寫得簡直好極了。在這一領域中，神學還沒有被打倒，但是現在這就做到了。”（恩格斯：《致馬克思》1859年12月13日）馬克思也稱讚說：“達爾文的著作非常有意義，這本書我可以用來當作曆史上的階級鬥爭的自然科學根據。”（馬克思：《致斐·拉薩爾》1861年1月16日）
俄羅斯偉大的生物學家季米裏亞席夫，也曾經說過：“當然，一向沒有任何一本書在人類思想的基本體係上，引起過這樣根本的轉變。往往有人說，這一本書的成功是由於人們的思想已經有了準備。但是相反的說法更正確一些，並不是思想有了準備，而是這本書的內容才是這個轉變的原因。”
華萊士，關於物種起源學說的第二位創造人，也和達爾文一樣高尚。他承認達爾文工作的偉大而卓越，他把這一進化理論定名為“達爾文主義”，而把自己說成是一位達爾文主義者。以後他繼續單獨研究生物進化上一些個別的問題。在生物分布、在某些動物的起源等問題上，華萊士為達爾文的學說提供了不少的證據。
達爾文的進化理論在人類的思想上引起了極大的轉變，因此他的學說才受到馬克思、恩格斯等人的讚譽。但是，正因為如此，他的進步學說也受到當時反動統治者以及宗教界的打擊和詆毀。達爾文在晚年曾經開玩笑說自己是魔鬼的信徒，因為他的學說粉碎了宗教上物種不變論和上帝創造論。
《物種起源》的出版，像一顆炸彈投到“神學陣地的心髒上”，因而使得反動階級惱羞成怒，暴跳如雷。他們認為進化論是對上帝的叛逆，“褻瀆神學”，並有失人類尊嚴，直接觸犯了“君權神授”的“天理”。於是反動教會組織了聲討進化論的“十字軍”，出版圍攻進化論的反動刊物，威脅恐嚇向達爾文飛來。以英國首相狄司勒裏為代表的反動統治階級，大肆誣蔑達爾文的學說，公開禁止講授達爾文學說，企圖把它從英國驅逐出去。號稱生物學權威的歐文，也成了反對進化論的代表人物。杜林也對自然科學憑借達爾文學說的推動而取得的巨大成就，怒不可遏，攻擊它是“粗野的哲學”。與此相反，一些進步學者挺身而出，積極宣傳和捍衛達爾文學說。例如赫胥黎看了《物種起源》以後，寫信給達爾文說：“至於你的理論，我準備接受火刑——如果是必須的——也要支持。”達爾文在進步勢力的支持下，也不畏反動階級的權勢，不怕反動學術權威的圍攻，決心為堅持真理同神創論鬥爭到底。他在給胡克的信中說，“他們可以都來盡情地攻擊我，我的心腸已經變硬了……我決心穿好我的鎧甲”，準備“長期而艱苦的戰鬥”。他在給賴爾的信中說：“這種多方麵的攻擊……說明了這一理論是值得我們為它而戰的，我保證一定盡我最大的力量。”進化論與神創論一場短兵相接的戰鬥——“牛津大辯論”，首先是在達爾文的故鄉開始的。
1860年6月30日，牛津大學主教威柏福斯事先策劃好，要在會上“打倒達爾文”，因而邀請了很多教會人士和神創論的頑固派參加這次辯論會。當時進步學者出席會議的並不多，達爾文也因病未能參加。大會開始後，神創論代表牛津主教威柏福斯指責達爾文進化論同“《聖經》與神意”不相容，觸犯了造物主。他的叫嚷空洞無理，除了以勢壓人外沒有任何科學內容。接著他聲嘶力竭地說：“誰看見過而且正確地證明過一些物種轉化為另一些物種呢？難道可以相信菜園裏一切比較有益的蕪菁都能變成人嗎？”最後他以謾罵的口吻向赫胥黎挑釁地說：“坐在我對麵的赫胥黎先生，你是相信猴子為人類祖先的……那麼請問你，你自己由你的祖父，還是從你的祖母的猴群中變來的？”說完便洋洋得意地回到座位上，一批教士和善男信女們就狂呼喝彩，鼓掌助威，一些頑固的“學者”、“權威”們也坐在一邊慶幸自己夥伴的“勝利”。
赫胥黎聽完以後，從容地走上講台，用雄辯的科學事實駁斥了牛津主教的歪曲和誣蔑，無情地揭露了他在生物學和人類起源問題上的無知。最後，他回答主教的挑釁說：“人類沒有理由因為他祖先是猴子而感到羞恥。我感到羞恥的倒是這樣一種人，他慣於信口開河，他不滿足於自己活動範圍內的還令人懷疑的成功，而且要多管閑事去過問他一無所知的科學問題……這無非是想以花言巧語來掩蓋科學真理，然而這是永遠辦不到的！”話音未落，青年學生和進步人士以熱烈的掌聲和歡呼聲向他祝賀，主教氣得麵紅耳赤。由於鬥爭的激烈，氣氛緊張，有一個“貴夫人”當場昏了過去。後來胡克又用事實證明主教對《物種起源》的內容一竅不通，甚至缺乏最起碼的植物學知識。對此，主教也不敢吭一聲，偷偷地溜出了會場，聽眾再一次向真理的捍衛者鼓掌，歡呼進化論的勝利。會議就這樣結束了。不久，進化論就傳遍歐洲各國，受到進步人士的熱烈歡迎。但是，鬥爭並未結束。直到1872年，達爾文母校鑒於他對科學的偉大貢獻，召開了授予他名譽學位的大會。當達爾文在會上致詞時，竟有人把一隻猴子高高舉起，讓它四腳亂蹬，嗷嗷叫，簡直是一次拙劣的表演，企圖以此誣蔑達爾文，擾亂會場。但是達爾文仍然麵不改色，義正詞嚴地把話講完了。聽眾暴風雨般的掌聲，又一次大長了進化論者的誌氣，大滅了保守勢力的威風。
達爾文在他的著作中曾經大量地引用過中國古典文獻資料，作為進化論學說的佐證，並且熱情地歌頌了中國古代勞動人民創造的科學成就。