歷史選擇達爾文作為生物科學的奠基人似乎純屬偶然。1809年2月出生在壹個富裕的醫生家庭的查爾斯·達爾文，年輕時是個遊手好閑的紈絝子弟，而不是壹個肩負歷史使命的天才。他的父親曾經指責他:“妳除了打獵、玩狗、抓老鼠，什麽都不關心。妳將是妳自己和妳整個家庭的恥辱。”當然，這個時候他非常熱衷於收集礦物和昆蟲的標本，但這是男孩子們共同的愛好，並沒有什麽特別之處，盡管我們現在可以認為他未來的科學研究是他童年興趣的延續。1825年秋天，老達爾文準備讓兒子繼承衣缽，送他去愛丁堡醫學院。不幸的是，小達爾文對醫學毫無興趣，更致命的是，他太脆弱了，無法面對手術臺上滴落的鮮血。兩年後，我不得不從醫學院退學。當醫生是不可能的，當牧師也是體面的職業。達爾文聽從父親的命令，去劍橋學習神學。雖然他對神學不感興趣，恐怕他花在打獵和收集甲蟲標本上的時間要比他的學業多得多，但他最終還是在1831畢業了，準備做壹名鄉村牧師度過余生。
達爾文晚年回顧自己的壹生時，認為自己所有所謂的高等教育完全是浪費。他覺得正式的課程很無聊，從中學不到任何東西。但這些年，他在課余時間認識了壹批優秀的博物學家，並接受了他們的科學訓練。他在博物學方面的天賦也得到了這些博物學家的贊賞。1831年，當植物學家j·s·亨斯洛被要求推薦壹位年輕的博物學家參加貝格爾號環球航行時，他推薦了達爾文。達爾文的父親強烈反對兒子參加帆船運動，認為這會延緩兒子在神學事業上的發展。在達爾文的再三懇求下，老達爾文終於讓步了，說如果能找到壹個值得尊敬的人支持他，他可以去。達爾文找到了他的叔叔和未來的嶽父來說服他的父親，並幸運地通過了以苛刻著稱的R. Fitzroy船長的面試。1831結束時，他隨小獵犬號起航，途經大西洋、南美洲、太平洋，沿途考察地質、動植物。壹路上，達爾文做了大量的觀察筆記，收集了無數的標本，運回英國，為他以後的研究提供了第壹手資料。五年後，小獵犬號環繞地球，回到了英國。
達爾文踏上貝格爾號時，是壹名神學畢業生，也是壹名東正教徒，他的虔誠經常被水手取笑。但當他回到英國後，在他看來，《舊約》只是壹部“明顯虛假的世界史”，其可靠性並不比印度教聖書高。他徹底拋棄了基督教信仰，逐漸成為壹個不相信上帝存在的懷疑論者或理性主義者，他的出發點是懷疑“壹切生物都是上帝創造的”這壹信念。
環球航行時，有三組事實讓達爾文無法接受神創論的說教:壹是生物物種的連續性。他在南美洲挖出了壹些滅絕的犰狳化石，幾乎與幸存的犰狳骨骼相同，但要大得多。在他看來，可以認為今天的犰狳是由這種已經滅絕的犰狳進化而來的。第二，特有物種的存在。當他穿越南美大草原時，他註意到壹種鴕鳥逐漸被另壹種鴕鳥所取代，這種鴕鳥雖然不同，但卻非常相似。每個地區都有不同而相似的特有物種，這與其說是上帝創造的結果，不如說是同壹祖先在地理隔離狀態下進化的結果。第三，是來自海洋島嶼的證據。他比較了非洲佛得角群島和南美洲加拉帕戈斯群島的生物群。這兩個島嶼的地理環境相似。如果生物是上帝創造的，那麽在相似的地理環境下創造相似的生物群體是合理的，但是兩個島嶼的生物群體卻大不相同。佛得角群島的生物群其實更接近它附近的非洲大陸。顯然，應該考慮到島上的生物來自非洲大陸，並且已經逐漸發生了變化。這種進化過程在加拉帕戈斯群島更加明顯。達爾文發現，組成這個群島的小島有自己獨特的海龜、蜥蜴和雀，盡管它們的環境相似。沒有理由認為上帝故意在壹個島上創造了這些獨特的物種。更合理地說，應該認為這些獨特的物種是在地理隔離下由同壹個祖先進化而來的。
1837年，貝格爾號航行壹年後，達爾文開始秘密研究進化論。他的第壹堆筆記是家養和自然環境中動植物的變異。他研究了所有可能的材料:個人的觀察和實驗、他人的論文、與國內外生物學家的交流、與園丁和育種者的交談等。，並很快得出結論:家養動物和植物的變異是由人的精心選擇造成的。但是自然環境中的變異是怎麽來的呢？他還是不知道。壹年後，他在閑暇時讀了馬爾薩斯的《人口論》。馬爾薩斯認為，人口的增長必然快於生活資料的增長，因此必然導致貧困和對生活資料的爭奪。達爾文突然意識到馬爾薩斯的理論也可以應用於生物學。所有生物的繁殖速度都呈指數級增長，後代數量相當驚人，但壹個生物群體的數量相對穩定，說明生物只有少數後代能夠存活，必然存在對資源的爭奪。達爾文進壹步推導出，任何物種的個體都是不同的，都存在變異。這些變異可能是中性的，也可能影響生存能力，導致個體生存能力的強弱。在生存競爭中，生存能力強的個體可以產生更多的後代，種族可以繁衍，其遺傳性狀在數量上逐漸取得優勢，而生存能力弱的個體則被逐漸淘汰，也就是所謂的“適者生存”。於是，生物物種因為適應環境而逐漸發生了變化。達爾文稱這個過程為自然選擇。
所以在達爾文看來，長頸鹿的起源不是循環利用的結果，而是長頸鹿祖先中長脖子的變異。當環境發生變化，食物匱乏時，長脖子的長頸鹿有生存優勢，因為它們可以吃到樹上高高的葉子。壹代代選擇的結果是，長脖子的特征在群體中傳播開來，於是誕生了長頸鹿這個新物種。
雖然達爾文是在讀了《人口論》後受到啟發，立即有了自然選擇的想法，但直到四年後，他才開始記錄這壹理論，並在收集了大量資料後將手稿寄給壹些朋友征求意見。他很清楚自己的理論壹旦發表會給社會帶來什麽樣的震動。作為壹個愛好和平的人，這是他想要避免的，所以他留下了遺囑，他關於進化論的手稿只有在他死後才能出版。
但在1858年的夏天，達爾文收到了華萊士的壹封信，迫使他在死前發表了自然選擇理論。華萊士是壹個年輕的生物地理學家，他正在訪問馬來群島。和達爾文壹樣，他觀察到的生物的地理分布特征也促使他思考生物進化的問題。那年2月，他間歇性發燒。他在病中突然想到了馬爾薩斯的“人口論”，從而獨立發現了自然選擇理論。他出身貧寒，極度反對基督教。他沒有達爾文作為上流社會人士的擔憂。因此，他用三個晚上寫了壹篇論證自然選擇的論文，寄給達爾文征求意見。他不知道此時的達爾文已經研究進化論二十年了，之所以發現達爾文，完全是因為他在生物地理學上的崇高地位。這壹立場是在達爾文完成貝格爾號航行後確立的。
當達爾文讀到華萊士的論文，看到自己的理論出現在別人的著作中，他的震驚和沮喪可想而知。他首先想到的是打壓自己的成績，讓華萊士壹個人獨享榮譽。但是他的朋友，地理學家賴爾和植物學家胡克已經讀過他關於自然選擇的手稿。在他們的建議下，達爾文將自己的手稿壓縮成論文，與華萊士的論文壹起發表在1859的《林奈學會雜誌》上。這兩篇論文並沒有引起太大反響。也正是在賴爾和胡克的敦促下，達爾文於同年出版了《物種起源》(篇幅只有他準備多年的手稿的三分之壹左右)，引起軒然大波，征服了科學界。
因為《物種起源》的成功，也可能是被達爾文的人格和智慧所折服。雖然華萊士和達爾文分享了發現自然選擇理論的榮譽，但他總是將這壹榮譽歸於達爾文，並將自然選擇理論稱為“達爾文主義”——這個術語沿用至今。