「貝格爾」號終於到了巴西，在巴西的巴伊亞市停了下來。這是座位於海灣之上的古城，狹長的白色房屋看起來很高大，顯得很整齊。許多大船停泊在海灣，從岸上看，熱帶植物森林包圍著古城。這裡風景優美，特別是下雨的時候，空氣很新鮮。漫遊在具有熱帶風光的花木之間，達爾文不禁想到了洪堡德對自然風光的描寫，才覺得他的描寫毫不誇張，一直吸引著他去瞭解這些事物。對於達爾文來說，洪堡德就是他在博物研究上未曾謀面的老師。
當然，在欣賞這些風景和自然史的客觀事物之外，達爾文一點也沒忘記自己來這裡的任務，他的任務就是要成為一名博物學家。
在巴伊亞市，「貝格爾」號停留了將近二十天。在這期間，達爾文遊覽了熱帶森林，收集了蜥蜴、昆蟲和植物。當地居民大部分是黑奴，狂歡節時，他和他們一起漫遊了各條街道。一群快活的人們用大勺子互相潑水，以此取樂；或用一個蠟黃色的水球互相投擲。他還結識了一艘美國大軍艦上的幾位軍官和幾位當地商人，從美國軍官那裡，他聽到了令人憤懣的美洲奴隸制度和黑奴悲慘的遭遇。他這才知道，販賣奴隸的活動正在全球大規模地進行。那些熱衷於販賣奴隸活動的人，為了保護這種活動，採取了各種野蠻的手段。對販賣奴隸活動，達爾文非常憤怒。
也是因為此事，達爾文此時與菲茨·羅伊艦長發生了一次衝突。達爾文是輝格黨人，而菲茨·羅伊則是個典型的托利黨人。菲茨·羅伊對奴隸制度是支持和稱讚的，他在和達爾文談起這個話題時說，有一次，他拜訪過一個大奴隸主，當著他的面，這個大奴隸主把自己的奴隸們集合起來，問他們是否願意獲得自由，是否滿意自己現在的處境，奴隸們一致回答道：「滿意！」達爾文嘲笑他說，當著主人的面，那些奴隸敢說自己不滿意嗎！菲茨·羅伊有時候脾氣也很暴躁，他勃然大怒地對達爾文說，既然你不相信我說的話，不相信那些奴隸是自願的，那我們就不要在同一條艦上，你走吧！達爾文鬱悶地走開了，他想，因為這次矛盾自己也許不得不離開這次航行。當著大眾的面，菲茨·羅伊再次發洩了對達爾文的怒氣，但軍官們這時邀請達爾文同他們一起吃飯，看來他們是和達爾文同一個態度。不過，只過了幾個小時，菲茨·羅伊便明白過來，覺得是自己不對，於是他派了一名軍官，向達爾文表示了歉意。菲茨·羅伊請達爾文不要介意，他仍會像以往一樣待達爾文，並在艦長室與達爾文一起吃了飯。
這件事過後，達爾文在「貝格爾」號上的地位無形之中提升了，一些年輕的海軍預備員對他的稱呼變成了「先生」，他們在他面前也有些拘謹起來。但達爾文並沒有擺先生的譜，很快就同他們成為朋友。不僅如此，他同軍官們現在也走在了一起。他的性格很坦率，很討人喜歡，再加上他有趣的交談、和藹的笑容，他在與人交往中顯露出的才華，他有著充沛的精力，他對工作中充滿熱情。這一切，在不知不覺中贏得了人們的尊敬。人們這時對他的稱呼也變為「可愛的老哲學家」，甚至有時乾脆稱他為「我們的捕蠅者」。謝利萬此時也在船上，他後來成為海軍上將。許多年後，謝利萬回憶這次航行經歷時說：「達爾文在『貝格爾』號上航行的五年當中，從來沒有向任何人說過一句傷和氣的話，從來沒有責備過任何人，從來沒有發過脾氣，從來沒有對任何人作這樣那樣的評判。在這一隻艦上，我們一起相處了五年，一般情況下是不會吵架的。大家各有各的事，誰會去吵架呢；就算發生了爭吵，我認為達爾文也會有辦法化解矛盾的。」
艦上的大家都很忙，沒有生活中的那些禮貌，不相互等候，誰吃好飯誰就去工作。在這種氛圍下，達爾文養成了有條不紊的工作習慣。每當在海上航行出現風平浪靜的時候，達爾文就坐在桌子的一邊用顯微鏡研究公海的動物，而斯托克斯則坐在另一邊繪圖。
達爾文在巴伊亞參觀了大型美國軍艦「三寶垅艦」，對這艘軍艦上的海軍預備員，達爾文作了可怕的評價。他說：「這些表面上是正人君子年輕人，實際上就是一夥合法的騙子，沿岸的人們看到這些人會感到很害怕。」
「貝格爾」號在此期間還進行了演習，這次演習組織得非常準確而又迅速，最後，這只用來測量的小艦戰勝了其他所有的船隻，包括「三寶垅」號，取得這樣的成績表明這個艦上的人能夠團結在一起，在一位精力充沛的艦長指揮下，大家齊心協力，作出了成績。竟然把軍艦都戰勝了。這是艦隊司令也不得不承認的。作為「貝格爾」號上的一員，達爾文此時充滿自豪，對這條艦有了深厚的感情。
離開巴伊亞，「貝格爾」號開往里約熱內盧。路途中，起風浪時，他就整理自己的搜集品；天氣好的時候，達爾文就和海軍們一起捕鯊魚。夜晚，他觀賞那南極的星光、燦爛的夜景以及天空中麥哲倫海峽上的雲彩、南十字星座和大南冕星座，看到這些美景，他總是忍不住要讚美大自然。在阿爾布羅斯群島附近，「貝格爾」號進行了測量，達爾文也上了岸，考察這裡的岩石，收集昆蟲和植物。
4月1日是愚人節，「貝格爾」號上所有的人都在開玩笑。幾乎船上所有的人都被騙了一次，達爾文也不例外。謝利萬喊道：「達爾文，您以前不是一直說要看看逆戟鯨長得什麼樣子嗎？你快來看，逆戟鯨就在那邊的海面上，快點看呢！」達爾文聽後一陣興奮，馬上跑過去想看一看，結果逆戟鯨沒看到，卻聽到了值班人員發出的哈哈大笑聲。
4月4日，「貝格爾」號停在里約熱內盧港灣，在這裡，達爾文第一次收到英國的來信。
在里約熱內盧，「貝格爾」號打算長期停留。因此，達爾文同美術家埃爾一起租了一座漂亮的房子，那地方叫博托福戈，在市郊，離市區有一小時的路程。
達爾文準備利用在此停留的機會，在巴西國內作一次旅行。為此，他加入了一個團體。
於是，達爾文便和這個團體一起開始了旅行。穿越巴西的熱帶森林，看到蘭科植物開放出來的奇花異卉，西印度椰子樹優美的樹冠在高空中搖曳，棕櫚樹交叉著生長……這些都令達爾文感到極為驚訝。
達爾文旅行中還看到了一些黑人。他們經常被士兵打壓，沒辦法，他們開始逃亡。有時穿過沼澤地、淺海灣和無數湖泊，到荒無人跡的地區；有時會躲在險峻的花崗岩旁。沿途的客棧簡陋到連麵包這種吃的東西都沒有。
他們訪問過那些偏僻的地方莊園，知道莊園裡很富有，有很多牲畜和糧食。達爾文在旅行回來的路上，在一個叫索謝戈的莊園中過了兩天，利用這兩天時間，他到附近的森林裡，採集昆蟲標本。在森林的某些地方，含羞草像有幾英吋厚，像地毯一樣覆蓋著地面。從含羞草叢上走過，由於含羞草敏感的小葉閉合下降和色彩變化，就會留下了一行腳印。
兩星期後，達爾文結束了這次旅行，回到了里約熱內盧。因為「貝格爾」號現在還不打算起航，他便把一些行李運往博托福戈。在他和行李快要靠岸時，一個浪頭打向了小船，他的書籍、儀器、槍殼和其他必需品全部被打落到海裡，漂了起來。所幸的是，這些東西只是下面濕了，並沒有丟。住進博托福戈，他趕緊把這些東西拿出來曬乾。
他抽出幾天的時間，整理了在巴西內地旅行時所採集的東西和補寫的日記。
博托福戈位於科爾科瓦多山麓，科爾科瓦多山體呈陡峭的錐體形，白雲經年繚繞在半山腰處，此山的海拔在六百八十多米以上。達爾文在這裡住了兩個半月，研究了里約熱內盧附近的自然景物。白天，達爾文去周圍旅行或整理收集來的東西；晚上，他就讀一些遊記給一些朋友寫信。其中，他讀過安松船長的遊記，這位船長曾到南美洲探過險。洪堡德的遊記他又重新讀了一遍，他發現洪堡德的見解和觀察，和他自己對熱帶自然界的觀察和印象有許多相同之處，這讓他很高興。如果一個人的所作所為不被人理解是很痛苦的，讀洪堡德的書，他感覺就像自己碰到了知己一樣。傍晚，達爾文傾聽著昆蟲的鳴叫聲；觀察螢火蟲的飛舞。他會收集螢火蟲的幼蟲，對其進行實驗。
達爾文出去遊玩的時候，有時一個人去，有時同美術家埃爾一起去，有時他還同「貝格爾」號上的其他海員或同當地的幾個居民一起出去。在幾個當地的居民中，有一個巴西小孩是農場主的兒子，這個小孩跟蹤追捕野獸很有一套，他能根據一點點的蛛絲馬，發現並追到極其罕見的動物，這種觀察力令達爾文很是驚訝，達爾文不禁感歎，這才是真正的獵人。還有一個是酷愛打獵的葡萄牙神父，他打死過一隻美洲野貓，並把這只當地的獵物送給了達爾文。
達爾文認為這裡的植物和鳥類應該好好研究，不過，他對這附近的地質情況沒有進行研究，他覺得沒有多大意思。達爾文認為，這裡的植物都非常美麗。當然，他在觀察植物的同時，也沒有忘記觀察蜂鳥的飛翔、蜂鳥的習性，和大蛾蝶的習性差不多。
但陸上無脊椎動物和淡水無脊椎動物的收集，才是達爾文最關心的。他收集了很多搜集品，都是屬於漂亮的陸生扁平軟體多腸類。此外，他還經常對昆蟲的習性進行觀察，進行了大量的研究。他對這裡的一些熱帶大型蝶非常感興趣，並注意到其中的一部分蝶類有自己的習性特點：這些蝶類可以在陸地上奔跑，發出很大的「辟啪」聲，同時雙翅張開成平面。
當然，達爾文也沒忘記研究自己非常熟悉的一類動物，他對這裡的甲蟲也進行了研究，並收集了其中一些甲蟲的標本，他還發現這裡的甲蟲和美國的甲蟲不是同一個科目。收集昆蟲的時候，達爾文不禁回憶起他在英國迷戀甲蟲的那些日子。
達爾文旅行、收集和整理搜集物的這些活動，有時也會因為一些原因而中斷。「貝格爾」號的校級軍官們經常想要他回去看看。禁不住勸說，他回了軍艦一次，受到熱情的接待。他愉快地聽到了海軍樂隊演奏的一些樂曲，還和艦員們一起參加了他們舉行的競走賽跑。這裡就是達爾文的家，所以達爾文關注這裡的一切。他知道，在停泊的這段時間，一些軍官和水兵已經退役，與此同時，艦上也來了新的軍官和水兵。