1857年，達爾文在給阿沙·葛雷的信中比較全麵地論述了這個問題。然而意外的事情發生了，因為進化論的思想已經廣為流傳，所以很多人認識到了這一問題。賴爾就催促達爾文抓緊時間。等達爾文動手的時候，他收到了一封信和一篇論文。
一位名叫華萊士的青年生物學家請達爾文發表意見，並請在有價值的前提下推薦發表。達爾文仔細一看，竟然是自己20年來思考的問題。最令人驚訝的是，有很多詞和句子都仿佛是達爾文自己說的。
後來，他得知華萊士比自己小14歲，也考察過群島物種並且讀了《人口論》。難怪如此。於是，達爾文準備放棄自己的計劃了。他認為讓華萊士發表文章即可。這種胸襟是很讓人讚歎的。
當賴爾得知此事之後，便把華萊士的論文和達爾文的兩個提綱都發表了，然後勸說達爾文加緊寫作，就這樣，一部險些流產的劃時代巨著誕生了。
1859年11月24日，《物種起源》終於出版。全名是《論通過自然選擇的物種起源，或生存鬥爭中最適者生存》。由於是提綱已先發表，人們早就拭目以待了，初版本1000多冊著作被搶購一空。
達爾文的進化理論，是以自然選擇為核心的進化理論。達爾文指出：生物具有普遍的變異現象。達爾文用家養的變異和自然的變異相對比，用極其豐富的資料證明了這一點。
物競天擇，生物具有普遍的生存鬥爭現象。生物按幾何級數繁殖，這樣勢必造成生存的競爭。每種生物的產生，其個數都要比生存下來的生物要多得多。種內鬥爭、種間鬥爭、生物同環境的鬥爭是三個主要生存鬥爭方麵。
自然選擇是中心理論。自然對所有的變種都進行了選擇，並且讓最適應的生存下來。這些幸存的變種留下的後代最多。對於進化來說隻有那些可遺傳的變異才是重要的。達爾文論證了自然選擇比人工選擇更優越。人工選擇產生的後果和“自然”在地質時期內累積的成果相比，是微不足道的。自然比人工遠遠要高明得多！
盡管達爾文闡釋了生物進化的動力和結果，但是由於遺傳學尚未建立，所以達爾文的論證是在核心論證上缺乏深度的。而且，鬥爭性在達爾文的理論中過於強調，而協作性顯然有些薄弱。
《物種起源》打擊了神創論和物種不變論，在歐洲引起軒然大波。
首先，來自宗教的攻擊最多。達爾文不愛辯論爭吵，隻是接著研究理論。因為他隻想在證據十分確鑿的前提下發表著作，以使人們信服地接受。
赫胥黎成為達爾文進化論的鬥士。在英國1860年牛津會議上，赫胥黎給威爾伯福斯主教為代表的神創論以有力的回擊。他的講話使很多人支持進化論。而且赫胥黎還提出：“人猿同祖。”
達爾文的進化論中沒有涉及人類進化的問題。後來，赫胥黎、海克爾、斯賓塞發展到人類問題，開始解釋人在自然中的位置。由於華萊士不同意將進化推廣到人，所以達爾文獨立地研究。1871年，他發表了《人類的由來及其性選擇》。
由於遺傳學尚未建立，進化論中必有缺陷。1865年，達爾文獲得了皇家學會的科普利獎。但這不是因為《物種起源》，而是由於其他的成績。在達爾文生前，他的《物種起源》理論並沒有得到普遍認同，但進化的思想已經深入人心。
1882年4月9日，這位偉大的生物學家告別了人世。他被安葬在牛頓墓旁，這是人們對達爾文的最高讚頌。