1909年2月12日，達爾文出生在英國的施魯斯伯裏。祖父和父親都是當地的名醫，家裏希望他將來繼承祖業，16歲時便被父親送到愛丁堡大學學醫。
但達爾文從小就熱愛大自然，尤其喜歡採集礦物和動植物標本。進到醫學院後，他仍然經常到野外採集動植物標本。父親認為他“遊手好閒”、“不務正業”，一怒之下，於1828年又送他到劍橋大學，改學神學，希望他將來成為一個“尊貴的牧師”。達爾文對神學院的神創論等謬説十分厭煩，他仍然把大部分時間用在聽自然科學講座，自學大量的自然科學書籍。熱心於收集甲蟲等動植物標本，對神祕的大自然充滿了濃厚的興趣。
1828年的一天，他在倫敦郊外的一片樹林裏，圍着一棵老樹轉悠。突然，他發現在將要脱落的樹皮下，有蟲子在裏邊蠕動，便急忙剝開樹皮，發現兩隻奇特的甲蟲，正急速地向前爬去。他馬上左右開弓抓在手裏，興奮地觀看起來。正在這時，樹皮裏又跳出一隻甲蟲，他措手不及，迅即把手裏的甲蟲藏到嘴裏，伸手又把第三隻甲蟲抓到。看着這些奇怪的甲蟲，他真有點愛不釋手，只顧得意地欣賞手中的甲蟲，早把嘴裏的哪隻給忘記了。嘴裏的那隻甲蟲憋得受不了啦，便放出一股辛辣的毒汁，把他的舌頭蜇得又麻又痛。達爾文這才想起口中的甲蟲，張口把它吐到手裏。然後，不顧口中的疼痛，得意洋洋地向他的學校劍橋大學走去。後來，人們為了紀念他首先發現的這種甲蟲，就把它命為“達爾文”。
1831年，達爾文從劍橋大學畢業。他放棄了待遇豐厚的牧師職業，依然熱衷於自己的自然科學研究。這年12月，英國政府組織了“貝格爾號”軍艦的環球考察，達爾文經人推薦，以“博物學家”的身份，自費搭船，開始了漫長而又艱苦的環球考察活動。
達爾文每到一地總要進行認真的考察研究，採訪當地的居民，有時請他們當嚮導，爬山涉水，採集礦物和動植物標本，挖掘生物化石，發現了許多沒有記載的新物種。他白天收集穀類巖石標本、動物化石，晚上又忙着記錄收集經過。1832年1月，“貝格爾”號停泊在大西洋中佛得角羣島的聖地亞哥島。水兵們都去考察海水的流向。達爾文和他的助手背起揹包，拿着地質錘，爬到山上去收集巖石標本。
在考察過程中，達爾文根據物種的變化，整日思考着一個問題：自然界的奇花異樹，人類萬物究意是怎麼產生的？他們為什麼會千變萬化？彼此之間有什麼聯繫？這些問題在腦海裏越來越深刻，逐漸使他對神創論和物種不變論產生了懷疑。
1832年2月底，“貝格爾”號到達巴西，達爾文上岸考察，向船長提出要攀登南美洲的安第斯山。當他們爬到海拔4000多米的高山上時，達爾文意外地在山頂上發現了貝殼化石。達爾文非常吃驚，他心中想到：“海底的貝殼怎麼會跑到高山上了呢？”經過反覆思索，他終於明白了地殼升降的道理。達爾文腦海中一陣翻騰，對自己的猜想有了更進一步的認識：“物種不是一成不變的，而是隨着客觀條件的不同而相應變異！”
後來，達爾文又隨船橫渡太平洋，經過澳大利亞，越過印度洋，繞過好望角，於1836年10月回到英國。在歷時五年的環球考察中，達爾文積累了大量的資料。回國之後，他一面整理這些資料，一面又深入實踐，同時，查閲大量書籍，為他的生物進化理論尋找根據。1842年，他第一次寫出《物種起源》的簡要提綱。1859年11月達爾文經過20多年研究而寫成的科學巨着《物種起源》終於出版了。在這部書裏，達爾文旗幟鮮明地提出了“進化論”的思想，説明物種是在不斷的變化之中，是由低級到高級、由簡單到複雜的演變過程。
這部着作的問世，第一次把生物學建立在完全科學的基礎上，以全新的生物進化思想，推翻了“神創論”和物種不變的理論。《物種起源》是達爾文進化論的代表作，標誌着進化論的正式確立。
《物種起源》的出版，在歐洲乃至整個世界都引起轟動。它沉重地打擊了神權統治的根基，從反動教會到封建御用文人都狂怒了。他們羣起攻之，誣衊達爾文的學説“褻瀆聖靈”，觸犯“君權神授天理，”有失人類尊嚴。
與此相反，以赫胥黎為代表的進步學者，積極宣傳和扞衞達爾文主義。指出：進化論轟開了人們的思想禁錮，啟發和教育人們從宗教迷信的束縛下解放出來。
緊接着，達爾文又開始他的第二部巨着《動物和植物在家養下的變異》的寫作，以不可爭辯的事實和嚴謹的科學論斷，進一步闡述他的進化論觀點，提出物種的變異和遺傳、生物的生存鬥爭和自然選擇的重要論點，並很快出版這部巨着。晚年的達爾文，儘管體弱多病，但他以驚人的毅力，頑強地堅持進行科學研究和寫作，連續出版了《人類的由來》等很多着作。達爾文本人認為“他一生中主要的樂趣和唯一的事業”，是他的科學着作。還有一些在旅行中直接考察得到的最重要的科學成果，如：達爾文本人所寫的着名的《考察日記》和《貝格爾號地質學》、《貝格爾號的動物學》等。在他的着作中，具有特別重大歷史意義的是《物種起源》，表明達爾文的進化論思想和自然選擇理論的逐步發展過程。《物種起源》的出版是一件具有世界意義的大事，因為《物種起源》的出版標誌着十九世紀絕大多數有學問的人對生物界和人類在生物界中的地位的看法發生了深刻的變化。《物種起源》的出版，引起造化論者和具有目的論情緒的科學家們（而這些人卻是佔絕大多數）對達爾文學説的猛烈攻擊，也引起維護達爾文主義的相應鬥爭，積極參加這一斗爭的除達爾文本人外還有進步的博物學家；他們到處都成為達爾文學説的熱烈擁護者。
1882年4月19日，這位偉大的科學家因病逝世，人們把他的遺體安葬在牛頓的墓旁，以表達對這位科學家的敬仰。