在唐恩宁静的生活中，达尔文正酝酿着一件不平常的事情，他要写一本关于物种变异的书，这个愿望是他早年的理想。1844年夏天，这个理想终于初见轮廓，达尔文已经写出了物种理论的铅笔草稿，他仍然孜孜不倦地修改，将这一铅笔草稿扩展为230页。
看着自己的劳动成果，达尔文在高兴之余不免忧心忡忡。高兴的是，他终于将自己的物种变异学说写成文字，多年潜心收集的标本足以证明物种起源和变异的途径；忧心的是，他的这个理论违背宗教，否定上帝创造生物，等于触犯了谋杀上帝的滔天罪行。达尔文想，将来即使只有一位有资格的评论家接受我的理论，那就是科学方面的一个很大进步了。
在当时，约瑟夫·道尔顿·胡克是达尔文学说的坚定支持者，也是他的好朋友，他俩是1839年认识的，此时已经交情甚笃。1839年，胡克毕业之前，他在莱伊尔先生父亲的家中，借到了一本书，这本书是达尔文《考察日记》的校样。后来，胡克在出国参加南极考察队前，收到莱伊尔先生的父亲赠送的一本书，这本书就是达尔文的《考察日记》，它成为胡克的重要参考书。在南极地区、加拉帕戈斯群岛和南美洲等地，胡克考察和记述了植物区系等资料。回国后，胡克就在邱园皇家植物园工作，他的父亲就是邱园皇家植物园的主任、植物学家、皇家学会会员。胡克回国后不久，就开始同达尔文结识，并成为他最知心的朋友，来往通信频繁，交流经验，他还经常把植物园中各种植物和资料提供给达尔文，尽力支持他的研究工作。
写完了物种理论草稿之后，达尔文就把精力投入到藤壶的研究当中去了。达尔文曾在智利海岸边采集到蔓足类的一个奇特的物种，它与其他同类动物相异的特性是：它常在贝类的壳上钻出一个孔，寄居在贝类里面。这引起了达尔文的研究兴趣，以后他又采集到不少这类动物标本，也收集到不少的相关资料，就准备全面研究它们的习性和形态构造等。
从1846年10月1日开始到1854年，达尔文整整花了8年来著写巨著《蔓足类动物专集》。他在日记中写道：“开始著写藤壶属——关节藤壶属的新型论文。”“关节藤壶属”是他新创的名词。
当时，达尔文特地买来一架复式显微镜和其他仪器用品，并且经常向莱伊尔和胡克等专家请教，学习分类和绘图等方面的知识。现在，达尔文才开始非常悔恨当年没有认真学习分类学和刻苦练习解剖和绘图。
达尔文坚信，要成为一个名副其实的生物学家，必须经受长期严格系统的训练，因此他勇敢地把这项工作作为自我训练的开端。达尔文认为这项工作是很有益处的，因为这有利于他在研究物种起源时论述自然分类的一些原则。
确实，达尔文的这项研究不但使他赢得了“杰出的博物学家”的盛誉，而且使他在写作《物种起源》时得心应手。更重要的是，长达八年的生物学专业学习和工作训练，使他养成了坚忍不拔的毅力和耐心，具有持久的勇气和锲而不舍的精神，给此后深入钻研物种起源和变异理论以及人类起源、表情和植物生理等专题打下了牢固的基础。
1854年9月9日，这一天是达尔文最可纪念的一天。在这一天，他开始查看和整理过去的大量关于物种变异的笔记，并且进行观察和试验，他开始用全部精力和时间，去研究《物种起源》这个专题。
1856年5月14日，达尔文正式开始专心著述《论物种》一书，他在日记簿中写道：“莱伊尔和胡克都在催促我动笔，今天，我终于听从了他们的意见，开始写《论物种》的概要。”
1857年3月份结束的时候，达尔文已经写好了第五章“生存斗争”和第六章“自然选择”。9月5日，达尔文还给美国植物学家、哈佛大学博物学教授阿沙·格雷写了一封长信，更详细地谈了关于人工选择和以自然选择为核心的进化学说内容。这封信非常重要，它证明达尔文在这一天已经提出了明确的结论，也是一份划时代的历史性文件。9月29日，达尔文已经写好了第七章和第八章。
1858年，正当达尔文勤勤恳恳地撰写大部头著作的时候，一场猩红热再一次肆掠了唐恩村，达尔文的孩子们也传染到了，家里随时可以听见孩子们因为痛苦而发出的呻吟声。
“埃玛，这可怎么办啊？连护理员都传染到了，这该死的猩红热！”达尔文抱怨道。
“亲爱的，孩子们很难过，我真恨不得他们的病都让我一个人受了去。”埃玛泪眼涟涟。
“埃玛，不要这么说，你要是倒下了，我真不知道怎么办了！”
“查理，尽管有我在照顾，可是我知道，孩子们已经影响到你的工作了。我做得不够好！”
“哦，埃玛，不要这么说，你做的已经很好了。我真的希望我能帮上你一些。”
“查理，你回到你的书房去吧，那里安静些，上帝保佑你不受到干扰！”埃玛连推带哄地把达尔文送进了书房。
达尔文情绪低沉，他的孩子在饱受病痛的折磨，他什么都帮不上，他也没有心思写东西了。这时候仆人送来一封信，达尔文看到信封署名为华莱士，就赶紧拆开了，他想看看这个朋友在生物学上又有什么新发现。
华莱士是当时最崇敬达尔文的一个博物学家，比达尔文小14岁。1848年至1852年，华莱士同英国生物学家和旅行家贝茨到南美巴西作生物考察旅行，1854年又去马来半岛采集动植物标本，考察火山、浅海、岛屿的成因和彼此之间的关系，研究了各个岛上特有物种的来源和相互间的亲缘关系。在丰富观测资料的基础上，1855年，华莱士写成了《制约物种出现的规律》，他提出：“每一物种出现的当时当地，总存在着一个事先已经有的，并且和它有密切亲缘关系的物种。”1857年他们两人开始通信，达尔文很欣赏这个锋芒毕露的有才华的年轻人，终于有人赞成达尔文去反对物种不变论了。
这次达尔文收到华莱士的信是一份手稿《论物种无限地离开其原始模式的倾向》。达尔文津津有味地小声朗读：“野生动物的一生是生存斗争的一生，它们所有的器官和力量都是为了保护自己以及子兽幼禽的生存而发挥作用的，在不适宜的季节觅取食物的可能性，逃避最危险敌人的可能性等，都是决定个体生存和整个物种生存的首要条件，这些条件决定了物种群体的大小等……”达尔文感到不妙，他一目十行地看下去，迫切想看看华莱士最终写了什么，“最能适应环境以获取食物供应、并且能够抵御天敌和气候变化的物种，它们的数目必定增加，而力量和身体结构上有缺陷的、在食物来源减少的情况下不能适应的那些物种，在数目上必定减少，甚至完全灭绝。”
达尔文看着这些字句，头脑里响起了轰鸣的警钟声。当天，他就把这篇文章转给了莱伊尔，说：“我从未见过有这种更加令人惊奇的偶然巧合。……他现在采用的学术名词，甚至也和我的书稿中各章题目相同。”达尔文还请求莱伊尔看完信后立即寄回，因为他要复信征求莱伊尔的同意，把它发表。达尔文信中还写道，“因此，我的创作，不论它价值有多大，即将遭到毁灭。”达尔文意识到自己多年的辛苦研究将由于这次意外而前功尽弃。
莱伊尔收到达尔文的来信之后，感到问题的严重性，透过这封信，他似乎可以看到达尔文心力交瘁的样子。莱伊尔不敢轻易妄下定夺，他找来了胡克，希望可以和他商量更为妥当的处理办法。
“啊，真是太巧了！不过这可以证明达尔文的理论是对的！”胡克看完了达尔文寄来的信件之后说。
“胡克，这个问题相当严重，咱们应该找一个公正的处理办法。你知道，科学界奉行的原则是，谁发现真理谁就受到尊敬得到荣誉。如果华莱士的论文发表了，那么达尔文的努力就白费了，他孜孜不倦的努力咱俩都是有目共睹的。”莱伊尔坦诚地说。
“您说得对，先生。就达尔文正直无私的个性而言，如果把华莱士的论文隐藏起来，抢先发表自己的论著，他会耻于这样做的！”胡克说。
“所以，我找你谈谈就是为了找一个两全其美的办法。”莱伊尔说。
“嗯，达尔文关于物种理论概要的1844年抄本我全部看过，而且上面留有我的笔迹。1857年达尔文给阿沙·格雷的《摘录》，我也看过底稿，这两样东西可以做实证嘛！这可以避免丧失达尔文的优先权，免得别人不服，说达尔文抄袭华莱士。”胡克想了想说。
“不过，还是得照顾华莱士的感受，你的那两样东西的确可以说明达尔文拥有优先权。但是，依我看，把达尔文的那两样东西和华莱士的论文同时发表。”莱伊尔说。
“太好了，您想的太周到了，莱伊尔教授。咱们现在就写信给达尔文！”胡克高兴地说。
6月30日，莱伊尔和胡克两人联名写信，把达尔文的著作和华莱士的论文合并，推荐给林耐学会，并加了一段简短的书面说明：达尔文的《物种理论》概要（1844年）的部分《摘录》和给美国哈佛大学的博物学教授阿沙·格雷的信（《摘录》底稿）早已写成，现在得到他的同意而发表。为了科学的利益和他应有的优先权，所以同时提交学会宣读。这次论文的总称是《论物种形成变种的倾向）兼论借助自然选择方法的变种和物种的存续》，署名是达尔文和华莱士合著。
7月1日，林耐学会在晚上召开了全体特别会议，准备正式宣读这些联合论文。会员们济济一堂，他们对今晚的报告会都感到新奇。
莱伊尔当中发言：“先生们，今晚的报告人应是华莱士和达尔文两位先生。可是很遗憾，华莱士先生还在马来西亚考察，没法赶回来参加今天的报告会，而达尔文先生因为他的小儿子查理因猩红热去世，万分悲痛，并且全家都要集体隔离检疫，也不能到会。不过，有趣的是，这两位先生在不同的地方，通过各自的研究，提出了几乎完全相同的结论。”
在座的所有人都对这个即将公布的结论保持着盎然的兴趣，莱伊尔郑重地看看台下，顿了顿，继续说：“华莱士先生的论文题目是《论变种无限偏离其原始模式的倾向》。达尔文先生的论文包括两部分：其一，1844年物种理论概要原稿选萃；其二，1857年致阿沙·格雷博士信的一部分。达尔文先生对华莱士论文中所发表的观点有极高的评价，他在给我的信中建议我尽快发表华莱士先生的论文，为了支持华莱士先生，达尔文甚至要放弃自己对同一问题的研究论文。我们非常赞同正直和淡泊这一美好的品质，不过达尔文先生也得公布他自己对同一问题所写的那篇科学论文。”
胡克博士接着说：“我已经在1844年读过达尔文先生的这篇论文，而且很多年来通过和达尔文的信件交往，我和莱伊尔教授都预先知道了它的内容。当我们向达尔文先生提意见时，他允许我们按照适当的方法去处理他那篇科学论文。现在我把论文交给林耐学会，我们曾向他说明，我们不只考虑他和他朋友哪个应享有优先权，我们还要照顾到一般的科学利益。”
胡克和莱伊尔的讲话赢得了所有会员们的掌声。
历史事实十分清楚，达尔文和华莱士都没有抄袭对方，他们各自独立地发现了物种起源的奥妙，莱伊尔和胡克决定同时公布他们的研究成果，是对历史最公正的裁判。华莱士可以说是达尔文的骑士，他的论文激发了主帅达尔文提早登场。
达尔文和华莱士的论文发表后，没有在科学界引起很大的轰动。但是，同时宣读和发表他们两个人的研究成果，产生了一个很有意义的结果，那就是使达尔文和华莱士建立了更加诚挚的友谊。达尔文的态度表现出一个科学家谦虚高尚的品质，华莱士和达尔文一样高尚，他不但果断地放弃了成为进化学说创始人的要求，而且认为如果不是按照达尔文建议的方法，他决不能研究出这个如此困难的课题。达尔文和华莱士之间谦虚互让的动人事迹，一直被人当做科学史上的佳话传诵。
莱伊尔和胡克妥善而公正的处理，还使达尔文取消了原来打算中断写作《物种起源》的念头，达尔文又回到了书房继续写作，并且接受了他们提出的1858年手稿过于冗长繁琐的意见，开始着手给原稿写概要。1859年10月1日，经过十三个月零十天废寝忘食的努力，他终于完成了自己的著作，共印一千二百五十册。
1859年11月24日，这是一个值得纪念的日子，《物种起源》一书，终于在伦敦各书店正式公布发售了。它的印数为1250册，当天就被争购一空。这天，达尔文接到出版商的来信，请求他立即为第二版的付印提供修订本，以缓解目前供不应求的局面。
达尔文还给自己的朋友和同行们寄去了校样和信件。在信中，达尔文谦逊地说，“我把有关“物种起源”的一书（但还只是一个摘要）冒昧地寄给了您。因为我在几点上所得出的结论同您的意见大不相同，所以我认为您可能这样想，我是以挑战或威吓的目的把这本书寄给您的。但我可以向您保证，我是以一种完全不同的心情这样做的。您或许认为我的结论是错误的，但希望您至少相信我在寻求真理方面已经做了重大努力。谨致诚恳的敬意。”
正如达尔文所预料的那样，《物种起源》一书在科学家和广大公众之间引起了轩然大波。许多进步的学者，如亨斯洛、胡克、格雷、华莱士等，纷纷来信支持这个新理论；不过，也有很多反对的声音，它们更让达尔文感到头疼。
