11月13日，「貝格爾」號於到了那裡後，並沒有找到這些小船。這時迎面來了一艘商船，才打聽到這些小船已經離開這裡，它們往南向聖約瑟灣去了。「貝格爾」號隨即駛往聖約瑟灣，可惜的是，這些小船又離開了。最後，艦長放棄了尋找小船，轉向北邊的裡約普拉塔駛去。最後，在馬爾多納多，「貝格爾」號停泊下來。在這個地方停泊期間，達爾文搬到了市郊，在一個僻靜的小城鎮住了兩個多月。
一望無際的潘帕斯草原上，到處覆蓋著綠草地，無數群牛羊被放牧在這裡。達爾文一般情況下都會在草原上遊覽，只有遇到「貝格爾」號上的同事來拜訪他和惡劣的多雨天氣，他才不去遊覽。有一次，海軍預備員金克來拜訪他，告訴他那些小船找到了，是上次買來的那只縱帆船在裡奧內格羅找到的。那些小船遇到暴風雨後，船就壞了，裡面經常進水，他們的被子和衣服全部是濕的，這段時間一直沒幹過。就是在這種情況下，船員們仍堅持著繁重的測量工作。
在馬爾多納多居住的時候，達爾文叫來了一些小孩，並告訴他們，如果你們每天能帶來一些有趣的生物，他就給孩子們幾個小錢。用這個方法，使他對四郊的飛禽走獸和爬行綱瞭解的特別清楚。
在這個地方，有一種在土中亂拱的小齧齒動物——吐科鼠，引起達爾文的特別注意，這種鼠類具有鼴鼠的習性。由於許多吐科鼠的眼膜發炎，它們的眼全瞎了。吐科鼠和鼴鼠同屬一類動物，以食植物根部為主，它們和盲螈一樣，眼睛發育的都不完全，還被外面的一層皮膚蓋住了。雖然它們的眼睛瞎了，但對它們的日常生活影響並不大。
對這種鼠類的觀察，不禁讓達爾文想起拉馬克的一個論斷：動物身上的部分器官如果長期不用，就會慢慢衰退直到毀滅。
達爾文還在這裡觀察到牛背黃鳥，這種鳥喜歡停歇在馬和牛背上，因而得名。這種鳥下蛋下在別的鳥巢裡，和杜鵑一樣。後來，達爾文在自己的日記中提到了另一種牛背鳥，這種鳥生活在北美洲，與前一種牛背黃鳥相比，它的體形較小而且顏色也不一樣。這是件很有趣的事，在同一個洲的兩個不同的地方，卻發現兩種極為相似的鳥。達爾文還指出，按身體構造來說，牛背黃鳥不同於真正的杜鵑，但它的適應力比杜鵑還強。
達爾文確認，美洲雌鴕鳥經常把蛋下到同類其他雌鴕鳥巢裡，雌鴕鳥自己不孵卵。但下了蛋就得孵，雄鴕鳥只好扛起這個重任，不得不孵雌鴕鳥下在巢裡的卵。
在南美洲，經常能發現大批的美洲白兀鷲，在拉普拉塔熱帶乾草原裡，有很多白兀鷲，當地人稱之為巴西卡拉鷹。在這裡，可以看到各種各樣的大鳥，都是在歐洲看不到的。巴西卡拉鷹經常和齊孟哥鷹、以及巴西白兀鷲成群結隊地在一起，聚集在村鎮和屠宰場附近。達爾文注意到，大兀鷹出現在拉普拉塔附近，應該是不久前的事，因為它們本來分佈在馬爾多納多以北；在合恩角至北美洲一帶則分佈著美洲兀鷹。某些巴西白兀鷲只在那一地區出現，稍微向南一點就看不到它們的蹤影，倒是有一些別的鳥類出現。巴西卡拉鷹，以及齊孟哥鷹分佈在大陸上，但在福克蘭群島上卻都看不到這兩種鳥，只能看到美洲兀鷹。達爾文對這些鳥類的區域性分佈極感興趣，為了解釋這些現象，他對整個鳥類的總起源進行了研究。
當地居民都很愚昧無知，因而達爾文很是吃驚。在單調的草原上，當地居民都怕迷失方向，所以他們經常用羅盤來確定方向。當達爾文出現在他們面前，並且他們看到達爾文也能使用羅盤的時候，他們覺得很奇怪，好像在說，羅盤除了我們會用，還有別人會用嗎？他們向達爾文提出各種問題：地球和太陽是運動的還是靜止的；南邊比這裡冷，還是比這裡熱；他們分不清英國、倫敦和美國，不知道倫敦是屬於英國的一個大城市；「貝格爾」號的人每天都洗臉，為什麼要洗臉呢，他們對此大為困惑……
達爾文6月份收到許多家書，是姐姐和妹妹們寫的，父親也在她們寫的信上留了附言。看了這些家信，達爾文激動得差點哭了。自己前來旅行是違背父親願望的，所以達爾文總覺得對不起父親，對父親留在信上的附言，看了又看。為了告訴家裡，他這次旅行多麼的有益，他把在旅行期間系統地記的日記寄到了家裡。在給家人的回信中，主要說到這些事：博物學家這份工作的重要性，試圖讓父親改變對這門學科的看法；旅行中所收到的某些成果，以及今後自己有什麼計劃；這次航行對自己來說非常有意義，不僅豐富了自己，也讓自己為科學事業盡一份力。
也是在這個時候，達爾文又搬回「貝格爾」號上住。從馬爾多納多四郊，達爾文獲得不少動植物標本，住進船上後，開始整理這些東西，並對各個東西作了簡要的說明。
在即將來臨的夏季，菲茨·羅伊打算繞過合恩角道美洲西海岸工作，達爾文對此很是高興。7月8日，「貝格爾」號終於起航，離開了自馬爾多納多。出發前，達爾文把書信以及包裝好的達爾文搜集物交付於郵船。
7月24日，沿著至裡奧內格羅的航線，「貝格爾」號在閃電中向南駛去。
8月初，「貝格爾」號遇見了斯托克斯，他乘坐那隻小縱帆船，一直進行著測量工作。在這裡碰面，船上的人都很激動，達爾文和他徹夜未眠。達爾文聽他講述工作上遇到的困難，講述這隻船多次經受住了暴風雨的襲擊，講述路上碰到的一些奇怪的動植物，也說了他的感想。
南美洲東海岸的最南部就是裡奧內格羅河口，在這裡居住的都是白人，印第安人（阿拉烏康族人）經常侵犯裡奧內格羅河口。達爾文在這裡經常聽到反抗印第安人侵略的故事，也看道了被印第安人破壞的幾處牧場。
在裡奧內格羅河口不遠的地方，就是巴塔哥尼斯市。這裡除了住著西班牙人，還有印第安人。
達爾文發現這裡有一些鹽湖，從裡面可以採取大量的優質純鹽，所以這裡的人很富裕；他還考察了鹽湖裡的淤泥，觀賞了湖上的火烈鳥。在裡奧內格羅附近，達爾文從高楚人那裡聽說有一種新的鴕鳥，這種鴕鳥後來取名為達爾文鴕鳥，這種新鴕鳥全身羽毛顏色較深、個子較小、兩條短腿上長著比較短的羽毛。
達爾文決定開始旅行，他原本打算從裡奧內格羅向北到布蘭卡港，最後卻來到了布宜諾斯艾利斯。沿途是多刺灌木叢，到處覆蓋著枯萎的黃草，讓荒野看起來愈加淒涼。這裡一般是沒有樹木生長的，唯一一棵樹被印第安人看做是神壇。在這棵樹上，印第安人掛滿了祭品：麵包、布、肉和香煙，還有一些發白的馬骨頭在樹的周圍，也是用來作為祭品的。在平原上，一頭迷途的母牛被高楚人捉住，他們燃起火做了一頓晚餐。達爾文和他們一起用了晚飯，然後睡在篝火旁。
旅途中間，達爾文會碰見野生美洲駝或鹿，也經常碰到囓齒目刺鼠，這種鼠經常在草原上跳躍，速度極快。達爾文不斷向前行進，原來的一路荒漠開始換成綠色的草原，原來已經快到科羅拉多河了。科羅拉多河蜿蜒流淌，兩岸長滿了柳樹和蘆葦。
經過一個沙丘地帶，達爾文在驛站休息了一下，又繼續前進。
達爾文來到了他最喜歡的地方彭塔阿爾塔，這裡離布蘭卡港也不遠。他已經與「貝格爾」號失去聯繫，所以，他只能在這附近等著「貝格爾」號的到來。
8月24日，「貝格爾」號抵達布蘭卡港。一星期後，它又駛向拉普拉塔。不過，達爾文並沒有上「貝格爾」號，他決定走旱路繼續前進到布宜諾斯艾利斯去。
離開這裡之前，在彭塔阿爾塔這個1.5平方公里的地方，他花了一些時間收集化石。他在這地方繼續勘察，又挖出不少化石，這使他的搜集物也增多了不少。在這裡，他挖掘出五種以上巨大的樹懶科化石：大懶獸、磨齒獸、臀獸、巨樹懶等。後來，古生物學家奧溫整理了他的搜集物，奧溫認為，這些像大象一樣大的樹懶科動物與現代的樹懶科動物有很大的區別。它們的後肢可以站立起來，然後抱住樹，把樹擊倒在地，再去吃樹上的葉子；而現代的樹懶科動物會爬樹。一隻披有骨質甲片的大犰狳遺骸，也在這裡被達爾文發現，這比現代南美洲的犰狳不知大了多少。
這些發現讓達爾文感到驚異，也讓他對此事很感興趣。在南美洲，現在依然生存著樹懶科和犰狳，然而，恰恰是在這個地方找到了樹懶科和犰狳的化石。在這裡，達爾文還挖掘出一些貝殼，一部分接近現代貝殼的樣子，另一部分和現代貝殼一樣。根據挖掘出的新鮮的臀獸骸骨判斷，這些遺骸是和許多貝殼一起，沉積到礫石裡面去的，它們之間還有韌帶連接著。所以，這些遺骸應該屬於晚期第三紀期的。
達爾文之所以感興趣，是因為他已經意識到，這些化石與研究物種起源問題有關係。這也使達爾文對賴爾關於有機世界論斷的正確性產生懷疑，達爾文開始越來越贊同拉馬克的觀點了。
在達爾文從北到南和從南到北的往來旅途中，他的腦海中隱約顯現出一個問題，他發現無論是什麼動物，它們相似的形態都是互相更替出現的。可能是他早期關於物種總起源的一些想法，不過，這時候還是分散的、零星的出現。
達爾文還注意到，各種動物都有不同的保護生命的辦法：三絆犰狳身上有披甲片，這些甲片可以分成三條能使身體彎曲的絆帶，一旦遇到危險，彎曲的絆帶可以讓他像刺蝟一樣蜷縮成一團，全身都被裹在皮甲裡。還有一種犰狳，感覺到危險來臨時，迅速地鑽進土裡，頃刻間不見了蹤影。他還碰見過蜥蜴，在接近海岸的沙灘上，蜥蜴棲息在那裡，它身上各種顏色的斑點是一種極好的保護色，蜥蜴不想自己被打擾，它經常把身體貼在沙面上裝死。假使裝死被發現了的話，它就和小犰狳一樣，迅速鑽進沙裡。