离开加拉帕戈斯群岛后，贝格尔号继续穿越太平洋，驶向澳大利亚和新西兰。达尔文在那里考察了当地的动植物，并对新南威尔士的生态环境产生了极大的兴趣。

最后，贝格尔号经过非洲南部的好望角，穿越印度洋，经过毛里求斯和南非，最终在1836年10月2日返回英国。历时五年的航行结束，达尔文带回了大量的标本、笔记和观察记录，而这些积累成为了他提出“物种进化论”的坚实基础。

当时的达尔文作为船上自然学家，通过这次航行收集了大量的动植物标本。

他最重要的发现之一是在加拉帕戈斯群岛（Galápagos Islands），他注意到岛上各个岛屿的鸟类（后称为达尔文雀）有着不同的喙形，这让他开始思考物种如何适应各自环境。

有趣的是，达尔文和性格木讷，不懂人情世故，被一个小小的耐格里耍的团团转的孟德尔不同，他当时就十分擅长攀附关系，懂得如何利用他人资源。