在“贝格尔号”上的航行从1831年12月开始，到1836年10月结束。达尔文在这条无聊的船上整整度过了五年痛苦的时光，晕船和疾病几乎无时不在折磨着他，且落下的后遗症缠了他一辈子。用中国话来说，大概这就叫“天将降大任于斯人也”了，先折腾他一番再让他享受光荣吧。
达尔文自己，当然也包括后来的研究者，无不把这次航行当作一次伟大的探索和思考过程，并认为正是这次上相当痛苦的航行，给我们人类带来了系统和完整的生物进化论。而有趣的是，据另一些达尔文追随者客观的研究认为，事实似乎完全不是这样。“贝格尔”号的意义被毫无必要地夸大了。
有一点是肯定的，达尔文虽然和罗伊船长经常因为一些不同的观点而吵架，但他毕竟是船长的座上客，加上身上还有一大笔钱，所以也有仆人驱使，除了身体不适以外，其他各方面都可谓是顺风顺水。船每到一地，他都可以上岸作一番舒适的游历，并花钱雇用当地的民工为他采集资料，就这样得到了大批的可供研究的一手资料。而那个可怜的以博物学家头衔随船航行的迈考密克就惨多了，因为手头没钱，船长也不为他提供便利，达尔文也瞧不起他，大部分时间只好待在船上生闷气，到1832年4月的时候，船开出只几个月，这个贫穷的知识分子终于受够了，在里约热内卢托病离船，随另一艘英国海军船回家了。
此事达尔文曾在写给导师享斯罗的信中提到过，并用极其刻薄的文字表达了他对这位博物学家的轻蔑之情，达尔文称迈考密克是一头“蠢驴”，是一个没有任何科学思想的可怜虫。
达尔文和船长罗伊的关系也很一般，他甚至曾因为争吵而被船长赶出餐厅。所以达尔文后来在回忆录中不愿提及这个船长，实在是必须提及时，也往往以“一位船长”来指代罗伊。
但事实上罗伊船长对达尔文的启迪作用不容轻视，因为他们在海上漫长的时间里几乎都是在闲聊。罗伊船长也是一位有思想的人，起码他自己以为是。所以，两个人谈论的内容相当广泛，可能把当时能够谈起的很多话题都谈了一遍，其中包括唯物论和无神论。因此，古尔德推测，罗伊船长对达尔文的重要性不亚于鸣雀。
但罗伊船长是个不折不扣的教徒，他对上帝的信仰从没有改变过。后来，当达尔文终于发表了《物种起源》以后，罗伊船长曾经悔恨不已，他以为是自己启发了达尔文的异端思想，因此陷进了一种深深的自责当中，并产生了强烈的赎罪。1860年的一次会议上，在勇敢的赫胥黎(thomashuxley)为捍卫达尔文的理论而舌战群雄时，罗伊船长不顾一切地大步走上台去，手里高举着《圣经》，一边大声叫着：“这本书！这本书！”
如他的前任船长一样，罗伊船长也死于自杀，那是在达尔文出版《物种起源》之后的第六年。罗伊船长割断了自己的喉管，他想以这种方式请上帝原谅他把达尔文带上了“贝格尔”号。
那么，达尔文在“贝格尔”号上究竟做了哪些工作呢？
因为身体原因，达尔文每天只能工作两个小时左右，所以，他更愿意把时间花在陆地上，或者岛上。当船行到太平洋的加拉帕戈斯群岛时，船员们需要对群岛进行测量，达尔文不必参与这种体力活，他开始在岛上巡视。加拉帕戈斯是西班牙语海龟的意思，这个名称因为达尔文的原因，现在主要用于生物学领域，在政治或地理上，往往称为科隆群岛。
加拉帕戈斯群岛是火山岛，岛上地形险要，怪石嶙峋，因为人迹罕至，加上气候适宜，所以布满了未知的动物和植物，仙人掌和灌木丛分布在其沿海地区；高大的树木生长在较高的山坡，树下铺满羊齿类植物。动物则有海狮、海豹、海獭、鹈鹕、信天翁、企鹅和火烈鸟等，当时最为大家所熟知的，只有无数的海龟。
现在该岛现被称为“世界最大的自然博物馆”，已列入“人类文化与自然遗产”。为了纪念达尔文给本岛带来的巨大名声，岛上立有达尔文半身铜像。
在加拉帕戈斯群岛，达尔文收集了大量动植物标本。在收集标本的过程中，达尔文惊异于岛上物种的独特性，他们虽与不远处南美大陆的物种有相同之处，但处处又总透着那么点不同。更严重的是，因为是群岛，所以岛与岛之间有一定的间隔，而每个小岛上原本应是同一种的动物，似乎也存在着或多或少的差异。比如每个岛上的海龟壳上的花纹都不相同，而且都有自己明显的特征，有经验的人只要看到海龟的壳，就知道是来自哪个岛上的。这个事实把达尔文搞晕掉了，因为造物主实在没有必要在每个岛上都制造不同的生物，那样做工作量未免太大了。但这个事实的背后隐藏着什么，达尔文没有搞明白。因为他的主要注意力其实是集中在地质考察方面的。