1832年2月底，“贝格尔”舰到达巴西，第一站停靠在巴伊亚，达尔文上岸考察。他走遍荒无人烟的热带森林，这种安挣的生活几乎是无法想象的，在好几里之内找不到一个人。在森林的某些地方，含羞草像几英寸厚的地毯一样覆盖着地面。达尔文从上面走过去，就留下了一行脚印；这是由于含羞草敏感的小叶闭合下降和色彩变化而形成的。他收集了很多漂亮的陆生扁平软体多肠目的化石，并对昆虫进行了大量的研究，对其习性经常进行观察。许多热带大型蝶类引起了他的兴趣，其中某些蝶类的习性特点：这些蝶类可以双翅张开成平面，在陆地上奔跑，发出很大的噼啪声。达尔文由于对甲虫十分熟悉，所以毫不费力就发现，里约热内卢附近的甲虫同美国的甲虫不是同一个科。他特别努力收集这些小的品种，他认为，巴西的甲虫在美国昆虫学家的搜集品中，主要都是些大的品种。他还发现了许多直翅目、半翅目和针尾膜翅目的昆虫。
一次，他走进一座深山，看见几只黄蜂围着一只蜘蛛，把它螫得半死，然后把蜂卵产在蜘蛛的身体里。这些蜘蛛便成了黄蜂幼虫的点心了。黄蜂这种养育幼虫的特殊方法，使达尔文感到惊讶不已。
4月1日，“贝格尔”号上所有的人都在开愚人节的玩笑。午夜时分，人们开始把所有穿着睡衣的人从下面叫到甲板上：叫来木匠是为了修理炉子，叫来后甲板上的工匠，其借口是桅杆咔嚓直响，叫来海军练习生是要他们把风帆降低一些。大家在回到各自的吊床上时，有的骂，有的笑。对于达尔文，人们想出了一个合适的诱惑物。谢利万喊道：“达尔文，您看见过逆戟鲸吗？现在出现这种动物了，您快点来看。”听到喊声，达尔文翻身从吊床上爬下来，一腔热情地向甲板上跑去，想看一看这个南方的海豚，但是，迎接他的却是值班人员发出来的哈哈大笑声。
在巴西内地的考察，一共用了将近两个星期的时间。达尔文回到里约后，便把自己的东西从“贝格尔”号上运往博托福戈。在靠岸时，海浪由小船的头上冲了过去，在达尔文的眼前，浮现着他的书籍、仪器和其他必需品，全都漂了起来。不过，他只是受了点惊：什么东西也没有失掉，只是大部分东西下面都浸湿了，他用了整整一天时间，才把这些东西晒干。整理在巴西内地考察时所采集的东西和补写的日记，像往常一样占用了他几天的时间。
达尔文在博托福戈住了两个半月。在这里，他研究了里约四郊的自然界。他的房子位于科尔科瓦多山麓。科尔科瓦多山海拔在680多米以上，呈现陡峭的锥体形，半山腰处，通常总是白云缭绕。达尔文白天考察和收集标本，或整理收集来的东西。傍晚，青蛙、蝉和蟋蟀在不停地演奏着协奏曲。达尔文细听着这些声音，或者观察某个萤火虫的飞舞，收集萤火虫的幼虫或对萤火虫进行实验。晚上，他就给自己的许多朋友写信，或者阅读科学考察的著作。
热带的传染病很多。有一种“热病”，欧洲人从来没有见过，谁得了这个病，三四天内就要死去。不到半年，水兵中已经有三个死了。这是达尔文在热带所遇到的许多次可能发生的意外中的一次。
7月5日，“贝格尔”号在其他军舰鸣放的友好送别的礼炮声中，终于离开了到处都是处女林的热带地区，向南方、向气候温和的地带、向覆盖着草本植物的海岸驶去。这次航行又不太令人愉快：惊涛骇浪和汹涌澎湃的大海再次使达尔文遭受到晕船的痛苦。但他们能有时观赏逆戟鲸，有时观赏口齿锋利的抹香鲸，有时观赏那被人们称为“开普小鸽子”的小海燕。
7月25日，“贝格尔”号驶进一个叫做里约德拉普拉塔的小海湾，这个海湾的水就像小河里的水那样平静，又红又脏。26日，“贝格尔”号舰停泊在蒙得维的亚海湾。
达尔文赶紧在蒙得维的亚上岸，去了解当地的情况。他从城旁的一座小山顶上一眼望去，只见那一望无际的绿色草原上，放牧着一群群牛羊。达尔文向那些从远处就能望见的辽阔的沙漠走去。他问当地的高楚人：“这里有什么特殊的动物和植物吗？”高楚人想了一想说：“这里的鸵鸟很奇怪，总是许多雌鸟集体下蛋，叫雄鸟去孵蛋，然后这些雌鸟再到别处去集体下蛋。”于是，达尔文和他的助手走进无边无际的沙漠，花了好几天时间去观看鸵鸟下蛋的情况。达尔文经过仔细的观察，终于弄清楚了，他高兴地对助手说：“你看，雌鸵鸟3天下一个蛋，一次连续下十几个蛋，总共要一个多月。这里天热，隔一个多月，早下的蛋不是要臭掉吗？所以它们就集体下蛋，叫雄鸟去孵。”这样，达尔文又增长了许多前人从来不知道的生物知识。
第二天，他到蒙得维的亚远郊收集标本：在那里他打死了一只水豚，这只巨大的啮齿动物重45公斤，猎获了一些美丽的蛇和蜥蜴，收集了他所喜爱的甲虫。
他及时地把他在巴西以及在这里收集到的搜集品包装好，派人送到船上去。他把其中的一部分寄到了希鲁斯伯里家里去，其中最重要的搜集品寄给了剑桥的亨斯罗。
九天后，“贝格尔”号离开了拉普拉塔，沿着海岸向南驶去，以便对海岸进行观察。可是进行勘察的好天气没有持续多久，很快就变成了狂风暴雨的天气。这种天气持续了大约一个星期，无法进行测量，达尔文又返回了蒙得维的亚。
9月22日，达尔文同费茨·罗伊和谢利万一块在海湾周围航行。他们来到一个叫做彭塔阿尔塔的地方。这个地方风景不太美丽，但天气却十分晴和，海水也很平静。达尔文在这里发现了几个含有贝壳化石和骨化石的山岩。化石引起了达尔文的注意。待他们刚刚返回到“贝格尔”号，就开始下雨，刮起暴风。第二天，达尔文又设法来到离“贝格尔”号16公里之远的彭塔阿尔塔，使他感到特别高兴的是，他在含石灰质少的岩石中挖掘出了一个大型动物的头骨。为了取出这个头骨，他花了差不多三个小时，他发现了一个与犀牛很相似的动物颅骨。看来这是一个现在被列入古代有蹄类的箭齿兽的头骨。他在天黑三个小时之后才把它弄到舰上。第三天，他在原来的地方又发现了几个化石。连续10天的坏天气使他的考察中断了。
10月8日，达尔文吃过早饭，又去彭塔阿尔塔他挖掘过遗骸的地方。这次他挖出了一个巨大的颌骨，并根据其牙齿确定为大懒兽。使他感到惊讶的是，正是在现在有树懒生存的那个洲发现了树懒化石，而颌骨则是从有现代贝壳的土层里挖掘出来的；这就清楚地证明了赖尔的观点是正确的，灾变论者的观点则是错误的。达尔文怀着兴奋的心情给亨斯罗写了一封信，谈他这次收集的丰富搜集品，特别是化石。他把这些搜集品寄给了亨斯罗。
五、来到火地岛
10月28日，“贝格尔”号又联合了几只小帆船，向火地岛开去，以便把费茨·罗伊舰长的几名火地岛人送回故乡。这次航程，风平浪静，天气很好，只不过刮了几次暴风和逆风，起了几次雾。暴风影响了达尔文的胃口，而逆风和雾则延缓了“贝格尔”号舰的航程。
“贝格尔”号经过了麦哲伦海峡入口处，继续向南行进。原先单调而荒凉的海岸现在却变成了另外一种样子。在海岸的高地上，有许多火地岛人烧起了烟火信号，火地岛因此而得名。平坦低岸地带的悬崖峭壁上，长满了灌木丛和树木，而后面则突兀着高大的雪山。后来平坦的地带变换为覆盖着深棕色森林的高山。
12月17日，“贝格尔”号从东面绕过了东火地岛的顶端--圣迭戈角，停泊在好结果湾。火地岛是一块多山的土地，那里的悬崖上长满了茂密的森林，森林地带高达300~500米。积雪地带约有1000米。在山毛榉构成的阴暗森林里漫步几乎是不可能的，因为森林里的地上堆满了大量腐烂的小叶植物，脚一踏上去就会下陷。层峦叠嶂的群山给人一种神秘的巍峨之感。这里的气候是接连不断地刮风，经常下雨，降冰雹，飘雪花。甚至连空气也好像要比其他地方的空气更加阴沉似的。这些高山上的惟一居住者是原驼，它那尖锐的嘶叫声常常打破这里的寂静。
火地岛人还处在低级的发展阶段。他们的住房就是窝栅，几根树枝插进泥土，上面马马虎虎覆盖几束干草和芦苇，连兔子洞都不如。他们蜷曲着身子睡在光地上。男人们“穿的”是几块小兽皮，刚刚可以遮盖住背部。这些兽皮用穿过胸部的绳子系着，并且随风飘动。在小船上打鱼的那些人，不管下雨还是下雪，全都赤身裸体。湿雪落在抱着吃奶婴儿的赤身妇女身上就融化了。所有的人全都蓬头散发，动作放荡不羁，声音噪杂不清。他们的主要食物是妇女们潜入水里在水底捕捞的贝壳，或者是用装有食饵但没有钩子的钓丝钓到的鱼。他们还采集没有滋味的野果和蘑菇。如果他们找到一具鲸鱼的尸体或打死一头海豹，那么这就算他们的节日了。狗常常给他们捕捉水獭。所以在饥饿时，他们可以把老年妇女杀死，却从不把狗打死。
居民们一看到“贝格尔”号便都高声喊叫起来。他们坐在一座悬崖之巅，周围是山毛榉构成的阴暗森林。当他们用双手在自己的头部周围野蛮地转动的时候，他们的长发飘动着，他们好像是另一个世界中激动不安的精灵。他们的皮肤是赤铜色的，头发又长又直，脸上还有两条横带纹：一条是鲜白色的，在眼睛的上边，另一条是红色的，从双耳到嘴边。他们的样子既可怜、柔顺，又恐惧、惊慌。他们发出的声音含糊不清，喉音很重，咔嚓咔嚓地响。不过，正如费茨·罗伊的试验所表明的那样，火地岛人对于文明是能够接受的，而且表现出很大的才能。
六、出海第二年
1833年1月11日，“贝格尔”号到达约克·明斯特尔山附近。海上又起了大风暴。“贝格尔”号怕被岸边的激浪打破，又退回海上。翌日，风暴更加猛烈，而13日风暴依然大施淫威。天空中除了无数飞溅的水珠之外，周围什么都看不见。海面显出一副凶相，它好像是一片阴惨惨的有着一条条堆雪地带的平原在起伏翻腾着，而当舰艇正处于精疲力竭的时候，有一只信天翁展开双翼，顺着风向平稳飞翔着。将近午时，一个巨浪翻滚到“贝格尔”号上，灌进舰上的一只捕鲸艇且，因此舰长不得不下令立刻割断它的缆索而弃去它。可怜的“贝格尔”号也因为受到浪击而颤抖起来，有几分钟不能够听从舵的指挥；但是不久，这只善良的船只又恢复，正常状态，并顺风驶去。假若这时再来一个巨浪，“贝格尔”号就将葬身鱼腹了。达尔文在《考察日记》中，用诙谐的笔调写道：“当你考虑到自己势必要在世界上这个最著名的地方遇到恶劣的天气，又是乘坐这种通常认为不能用以环绕合恩角航行的船只，那你就会感到满意。比我们这只能在水中浮沉的小鸭子更能经受这种恶劣天气的船只是为数不多的。”
为了把三个火地岛人送到他们中的琴米的出生地明松布海峡住下，费茨·罗伊决定进行一次探险。参加这次探险的共有28人，分乘三只捕鲸船和一只舢板，准备渡过费茨·罗伊上次航行时所发现的贝格尔河。探险是以一些小港湾作为落脚点，沿着贯穿在风景秀丽地区的贝格尔河进行的。那里周围都是高达千米的群山，山峰峻峭，呈犬牙状，阴森森的一直覆盖到半山腰。
火地岛人和马太传教士决定在伏里阿港住下。大家给他们盖起了三座大棚屋，把他们的家具用品搬运上岸，开辟了两个花园，并且播下了种子。港口周围一共住有大约120名土著人。火地岛人安顿好后，一部分人返回到“贝格尔”号上，而费茨·罗伊、达尔文等另一部分人则去考察贝格尔河的西段。在天黑下来的时候，费茨·罗伊和达尔文所在的那批人在一个大海湾的岸边支起帐篷，身边有干燥而松散的卵石，随着身体的压力而活动，这是最好的卧铺，身体躺在上面，就像躺在床垫子上那样，浑身各处接触到卵石的地方，都感到一样的松软舒适。这天达尔文应该值班到半夜点钟。在这里的夜景中，他感到有某种庄严，因为他这时明显意识到，他正处在地球上的某一个地方。只有酣睡的水手们的鼾声和夜禽偶尔的鸣叫声，才打破黑夜的寂静。而偶然传来的狗吠声，才使人想起这里是土著人居住的地方。
当探险队进入北边支流时，地形开始变得更加壮观。支流北岸耸立着高达2000米左右的群山。其中一座叫萨尔明托山，费茨·罗伊把另一座山叫做达尔文山，用来纪念自己这位旅伴。他们欣赏着溪流如何把自己的水像瀑布一样直泻到下面狭窄的河道里，然后再穿过森林流去，碧绿色的美丽冰川又是如何从山坡上一直通到水面；而各个山峰却为皑皑白雪所覆盖，观赏这些景象是十分有趣的。突然，一大块冰由冰川上掉下来，像一座冰山那样落到河里。达尔文和水手们马上奔向几乎被落到河里的冰山所激起的巨浪卷走的几只小船。其中有一个水手被这滚滚的巨浪冲倒。因为武器和食品都留在这几只小船上，而“贝格尔”号又停泊在很远的地方，要是小船被卷走，那就糟了。这几只小船虽然三次被高高地悬空抬起，但却还是安然无恙地留在原地。探险队又沿着南边的支流返回到朋松布海峡，回到伏里阿港。
七、采集收藏标本
2月26日，“贝格尔”号出海了，冒着大风向福克兰群岛驶去。
在这个为长在泥炭土壤中的硬草所覆盖的阴森森的岛屿上，达尔文作了长时间的考察，走遍了全岛。岛上根小没有树。他在海岸上进行了有趣的观察，他发现巨大无毛海生蛞蝓属和白色海牛属，它们一次产卵就有约60万粒。虽然产下这么多卵，但长大的海牛属动物还是特别罕见。达尔文虽然专门寻找长大了的海牛属动物，但只不过找到了7个。要使如此稀有的长大了的海牛属动物保存下来，得死多少卵子或胚胎呢？他对那些海生苔藓虫类群体中的奇异个体也很感兴趣，因为海生苔藓虫类很像一个长着针状小嘴的鸟头，从卵子中伸出头来时张着很大的颚，摇摇晃晃；达尔文进行了观察，并且用细针去触动它们的小嘴，它们常常紧紧地咬住针尖不放，也就是说小嘴起着苔藓虫类群体保护或清洗的作用。
当“贝格尔”号停泊在福克兰群岛时，达尔文收集了为数不多的动物，他寻找贝壳化石和进行地质勘测。这时暴风雨仍在继续，暴风雨把一只用锁链锁在“贝格尔”号上的小船刮了下来，尽管后来被顺利地拉到岸上，但还是损失了一些索具和船帆。
11月13日，“贝格尔”号又往北向里约普拉塔驶去，停泊在马尔多纳多。在那里，达尔文离开船搬到市里去住。