「貝格爾」號從卡廖出發，目的地是加拉帕戈斯群島。這是一些位於赤道上的島群，距離美洲西部有些距離。島上有很多的火山口，它們形狀不一、各式各樣，所以這是一些純粹的火山島嶼。不過別看這些島嶼在赤道上，但由於南極的氣流可以達到這裡，所以島上並不像赤道其他地方那麼熱。
加拉帕戈斯群島的第一個島是查塔姆島，達爾文就在這個島登陸。這裡根本看不到人的蹤跡，只看到地面上佈滿了黑色的熔岩，火辣的太陽它們烤得滾燙。島上沒什麼大的樹木，都是些灌木叢、洋槐樹和仙人掌之類的植物。這裡有很多的懸崖峭壁、倒塌的火山頂和一些熄滅了的火山口，所以地形有些奇怪。這些使達爾文聯想到像斯塔福德郡那些鑄鐵廠，艦長菲茨·羅伊滿含諷刺地說，這個地方更適合各種魔鬼居住。走在路上，達爾文看見兩個大烏龜，它們體型巨大，每個至少有九十公斤。可是周圍都是黑色的熔岩和一些無葉的灌木叢再加上那些碩大的仙人掌，是達爾文覺得這兩個烏龜就好像會爬行的礦物。
9月23日，「貝格爾」號再次起航，駛往查理島，那裡是厄瓜多爾流放有色種族的地方。這些流放犯居住在一個有幾百人的殖民區裡，雖然地勢很高，將近三百米，但那裡有茂盛的植物和黑色土壤。當地居民只種甘薯和香蕉，更多時候他們靠獵捕野豬、山羊和烏龜為生。達爾文在《航海日記》寫道：「將來，我要在比較中弄清楚，這個群島上的生物屬於哪個中心或是哪個生物範圍。」所以他盡可能地收集島上有的動物和植物，以便將來的比較。
10月28日，「貝格爾」號抵達加拉帕戈斯群島中最大的島嶼——阿爾貝馬爾島。第二天，「貝格爾」號從西南端繞過該島後，駛過這個島和納爾博羅島之間的海面到晚上時，便停靠在阿爾貝馬爾島的邦克灣。
30日的早晨，達爾文想去散散步。上岸後，一個很大的橢圓形火山口引起了他的注意。那個火山口底部有一個藍色的淺湖。島上到處都是灰塵，天氣也熱得讓人窒息，所以達爾文看到淺湖就加快了腳步走過去，貪婪地喝著湖水，可是那水真的很鹹。很多灰黑色的大蜥蜴趴在沿岸的懸崖峭壁上，它們的體型看上去有好幾米那麼長。而在丘崗上，他又發現了另一種蜥蜴，它們身體呈棕褐色，長得很難看，總是跑來跑去。
他看見的第一種蜥蜴，腳上長著鴨子一樣的蹼，蜥蜴的尾巴把蹼的邊兒壓成了扁的。這種蜥蜴擅長游泳，常能游到離岸數百米遠的地方。達爾文解剖了這種蜥蜴，發現它們的胃裡幾乎全是海中的藻類。這種海裡的蜥蜴非常普遍，幾乎所有島上都能看到。而後來看到的陸地上的那種蜥蜴，腳趾是分開的，沒有蹼，尾巴是圓的。這種蜥蜴在南面和北面的很多島上是碰不到的，只有在阿爾貝馬爾島、詹姆斯島、巴林頓島和英第法替給勃爾島上才能看到。它們也吃植物，像仙人掌、各種樹葉，特別是洋槐樹葉（它們能沿著洋槐樹幹爬到很高的地方）和一種酸的果子。
達爾文的日記還提到詹姆斯島的情況，他曾和旅伴——「貝格爾」號的醫生拜·伊諾訪問過這個島，並在捉烏龜的人那裡和淦夫那裡過了夜，還吃了烏龜。從他豐富的收集品判斷，他可能到過這個群島上的所有島嶼或者說幾乎所有島嶼。
當地的居民跟達爾文說，烏龜的大小不是他們區別各個島嶼烏龜的標準，那些烏龜還有一些其他的特徵。對於在加拉帕戈斯群島上生長的動植物作分析比較後，達爾文得出一個很有趣的結論：這個島上的鳥類、爬蟲類、昆蟲和其他一些種類的生物，都是當地的「土著居民」，在其他地方看不到這些生物。不同的島嶼之間烏龜的不同特徵對其他各類動物都適用，與此同時，儘管五百六十海里的廣闊海洋將它們與大陸隔開，但是它們的特徵，又使它們和生長在美洲的動物有著明顯的種屬關係。
當然，更切實可信的資料，是在回英國後由專家們對收集品進行整理分析之後提出的。但是，毋庸置疑，他在當時當地就已經看清這些事實了。例如，在當地，他找到了一隻特殊的白兀鷲，這種鳥在美洲大陸上十分典型，另外還有一隻鳳頭雞，三隻非常厲害的鶲和一隻斑鳩。這些動物都和美洲大陸上的動物的有著相似之處，但終歸還是有差別。他還發現了一種與美洲的燕子很接近但又有點兒特殊的燕子，另外還有幾隻美洲所特有的反舌鶇。有幾隻羽毛艷麗的雞很有意思，它們屬於不同的種類，嘴的形狀也各有不同：有的寬得像蠟嘴雀的嘴；中等寬度的像海雀的嘴；有的尖細得像知更鳥的嘴；有的和捨契德雀一類鳥的嘴很相似，有的很像旋木雀的嘴。
所有這些觀察對於達爾文發展進化論的觀點，都意義非凡。當時的博物學家們持有的觀點是，某種「理性因素」提前根據動物和植物要生存的或者將要生存其中的環境創造了它們。如果按照這種觀點推斷，這些熱帶島嶼遠離大陸，土壤性質相同，生活在其中的動物群和植物群，應該都是一樣的，哪怕這些島嶼有很遠的距離（如佛得角群島和加拉帕戈斯群島），也理應相同。但是令達爾文吃驚的是，真實的情況恰恰相反，生活在加拉帕戈斯群島上的動物群和植物群和佛得角群島上的並不接近，反而與熱帶美洲上的形態接近。而佛得角群島上的動物群和植物群更接近靠近大陸即非洲的。同時，雖然島嶼上的動植物和靠近大陸的動植物有相似之處，但它們還是不同的，島嶼上的動植物有自己一定的特徵，使它們和大陸上的區別開來。這就使人們推斷出它們產生的根源是相同的，接著人們進而得出物種可變、物種進化的觀點。
「生活在加拉帕戈斯群島上的基本生物為什麼生要按照美洲生物的類型創造呢？」——達爾文給自己提出了這樣的問題。
1835年，諾拉·巴爾勞將達爾文關於加拉帕戈斯群島上的反舌鳥的手稿發表了出來，其中寫道：
秦卡鳥，這種鳥的外形同智利的秦卡鳥極為接近。它們活潑、好動又很機警，跑得也很快。為了方便啄食居民們掛出來的龜肉乾（曬乾的龜肉），它們常選擇房屋的附近當棲息地。它們的巢是露天的，據說築得很簡單，這種鳥很容易上當，它們的叫聲相當好聽，其他鳥有的特徵它們都有。不過以我看來，它們的叫聲或者說是歌聲和智利的秦卡鳥還是有區別的。整個島上這種鳥非常多，房屋和耕地把它們吸引到了地上較高又潮濕的地方。
我從四個大島上各弄來幾隻這種鳥，查塔姆島和阿爾貝馬爾島上弄來的幾隻看不出有什麼不一樣的，但是另外兩個島上的則有所不同。只有這種每個島上都有：很難區別它們的習性。
我想起了這樣一個事實，根據烏龜軀體的形狀、甲殼的輪廓和體形的大小，西班牙人能夠推斷出各個烏龜是來自哪個島的。我把看到的島嶼一個接一個地排列起來，分析發現這些島嶼上的動物很有限，只有幾類。棲居在這些島嶼上的鳥類結構上大同小異，它們在自然界聚集的地方也相同。看到這些情況，聯想到以前的事情，我很自然地得出這樣的結論：它們是同一物種，只不過後來發生了變異。對於這一點，我只能舉出一個事實加以論證，那就是人們經常斷言，生活在福克蘭群島東島和西島的狼形狐存在差別。如果說這種觀點能夠作為我的佐證的話，這個群島上的動物就非常值得加以研究，因為這類事實會成為駁倒物種不變觀點的證據。
達爾文最早明確關於進化論的觀點，就是在這片文章中。
1835年10月20日，「貝格爾」號離開加拉帕戈斯群島，開始了長達一千二百公里的轉移，他們要向西航行。幸運的是順風順水，天氣也很晴朗，所以這次轉移並沒有什麼難度。「貝格爾」號從低群島穿過，一些地勢低的珊瑚島在這裡形成了一些環形，環形內有一些剛剛露出海面的淺水海灣，所以這裡也可以叫危險群島。
11月15日，「貝格爾」號停在了馬塔凡灣，也就是說達爾文一行人到了旅行史上有名的塔希提島。訪問過這個島嶼的旅行家們，都很喜歡山腳旁的這個低地，達爾文一樣也對此十分讚賞。這個低地有一個靜水海灣可以用來停泊船隻，而構成靜水海灣的那些珊瑚礁同時又能擋住海浪。在這裡長得非常好看的熱帶植物隨處可見，像香蕉樹、橙子樹、椰子樹和麵包樹。那些被開闢出來的空地上則種著參薯、西洋甘薯、甘蔗和菠蘿。麵包樹是塔希提島獨有的熱帶風景，它們長著漂亮的大葉子，葉子上還有很深的切口。達爾文《日記》中這樣寫道：「當這些樹幹粗壯、枝繁葉茂（和英國的櫟樹有些相似）、同時又掛滿了營養豐富的纍纍碩果的樹木，大片大片地出現在面前時，誰能不為之驚歎……看著這些美妙的樹林，再想到未來它們會帶來豐厚的利益，除了讚歎還能說什麼。」
島上的居民留給達爾文的印象也很好。
第二天，將近兩百個當地人划著小船趕來，把「貝格爾」號圍了起來，並且要登上甲板做買賣。早飯後，達爾文到近處的山上去遊覽，這座山很陡峭，高達600∼800米，所以可以清楚地看到鄰近的一個被暗礁包圍起來的愛米奧島。
從山上下來，一位當地人正在等待迎接達爾文。這位當地人用香蕉、菠蘿、嫩椰子汁來招待達爾文，在如火的陽光下遊玩之後，達爾文真的非常飢渴，這種椰子汁真十分解渴。達爾文同他約定，第二天他要到這個島最高的地方去，讓塔希提人帶著他沿提阿烏拉河谷往上走。在各種各樣生長茂盛的植物之間，有一條深深的狹谷，狹谷之間是一條河床，達爾文走的道路就順著河床向前延伸，一路上風景如畫，非常的賞心悅目。幾位嚮導隨身帶著一個掛在鐵環上面的小漁網，把它放到河水深處，「小漁網就像覓食的水獺，毫不放鬆地窺視著各個角落和穴洞中的魚，以便能抓到它們」。後來，他們走到了上游，河流分成幾條小支流，像瀑布一樣降落下來。這時，塔希提人和達爾文便開始開始向上爬，他們能憑借的僅是幾乎陡直的斜坡上那些稍微突出的部分。他們腳下那些深不可測的山谷，被各種茂盛的植物擋住了，要不是這樣的話，恐怕達爾文未必會有勇氣向上攀登。
天黑之後，他們就在河岸上宿營，掛滿熟香蕉的香蕉樹林給他們提供了住房的材料。塔希提人找來一些竹竿、樹皮和香蕉葉，很快一個小屋子就造成了，那些枯萎的樹葉可以當做被褥。塔希提人用一根木棍的在另一根木棍上的孔裡鑽了幾圈，火很快就生成了。他們燃起篝火，燒熱了一些石頭，然後把牛肉塊、魚肉塊、香蕉和歐芋頭用葉子包起來，放在這些石頭上面，然後用土蓋好。過了二十五分鐘，豐盛的晚飯就全部烤好了。第二天凌晨，下起了一陣暴雨，但是這幾個人因為躲在用芭蕉葉蓋的屋頂下，所以沒有被淋透。他們沿著陡峭的山坡原路返回。
20日的中午回到了馬塔凡。
第二天，「貝格爾」號就起錨，駛往新西蘭了。太平洋一望無際，「貝格爾」號航行了很長時間。
12月19日，達爾文和旅伴們極目遠望，已經看見了新西蘭。第二天，「貝格爾」號停靠在北島的群島灣。眾多的海灣把這個有著柔美外形、山巒起伏的國家切了成一塊兒一塊兒的。它的近處蕨類植物佔據著統治地位，遠處一片片的樹林鬱鬱蔥蔥。岸上有供傳教士及其僕從和工人停留的茅舍。那些粉刷得潔白的小屋子裡住的是英國人，而小窩棚了住的是本地人。
達爾文預定第二天對周圍地區進行遊覽，但這次遊覽可不輕鬆。因為這裡到處都是茂密的蕨類植物和灌木，河流交錯再加上很深的海灣，道路都被截斷了。這裡到處都是過去構築的工事、台階和挖的深溝，這種狀況在丘陵地帶更加嚴重。在達爾文所處的時期，新工事都被構築在平坦的地方，主要是兩道形狀曲折的柵欄，然後再在柵欄外堆起一些土圍牆。早在科克艦長航行時期，新西蘭人就表現得非常英勇。到了達爾文處的時期，他們這種英勇精神仍然保存著，而且加進了殘忍、粗暴和狡猾。
12月22日晚上，達爾文和菲茨·羅伊有機會閒遊了一次科羅拉季卡這個大村莊。當時有很多犯人被流放道新西蘭，那些傳教士們對本國同胞所作所為非常不滿，這種不滿遠遠超過了他們對當地人作為的不滿。甚至傳教士們常常會向當地的領袖請求保護，以免被其他國家的人和英國人的欺負。