Karol Darwin urodził się 12 lutego 1809 w Shrewsbury. Jego dziadek ze strony ojca, Erazm, był lekarzem, intelektualistą i dość znanym poetą. Dziadek ze strony matki, Josiah Wedgwood, był założycielem znanej do dziś fabryki porcelany.
W ósmym roku życia Karol stracił matkę, na wiosnę tegoż roku posłano go do miejscowej szkoły parafialnej. W czasie pobytu w tej szkole rozwinęła się w nim skłonność do nauk przyrodniczych. W roku 1818 wstąpił do wielkiej szkoły D. Buttlera w Shrewsbury i pozostawał w niej aż do szesnastego roku życia. Nic nie mogło gorzej wpłynąć na rozwój mego ducha - pisał w swej autobiografii — jak szkoła D. Buttlera, ponieważ była wyłącznie klasyczna i niczego więcej nie uczyła, oprócz geografii i historii starożytnej, łaciny i greki.
Jego niechęć do nauki była dla ojca nieustannym utrapieniem. Nauka szła mu średnio, zarówno ojciec jak nauczyciele uważali go za młodzieńca stojącego pod względem intelektualnym nieco niżej od przeciętnie rozwiniętych chłopców. Ku wielkiemu memu upokorzeniu rzekł mi raz ojciec — wspomina Darwin - "nie znasz żadnych innych zajęć oprócz strzelania, łapania psów i szczurów, przyniesiesz wstyd sobie samemu i całej rodzinie".
Niechęć Darwina do nauki wiązała się z faktem, że posłano go do szkoły, która nie była w stanie dać mu wiedzy, której pragnął. Od dziecka interesował się przyrodą. Pragnienie obcowania z naturą było przemożne. W ostatnich latach pobytu w szkole Darwin stał się namiętnym zwolennikiem myślistwa: Sądzę — pisał w autobiografii — że nikt nie okazywał nigdy tyle zapału dla najświętszej sprawy, ile ja dla strzelania ptaków. Pod koniec pobytu w szkole zaczął się pasjonować chemią, korzystając z laboratorium, które jego starszy brat urządził sobie w budynku gospodarczym w ogrodzie. Była to najlepsza strona wychowania mego w tym okresie, wskazywała mi bowiem znaczenie nauki doświadczalnej.
Widząc, że Karol spędza w szkole czas bez korzyści, ojciec posłał go w roku 1825 do brata Erasa, na Uniwersytet Edynburski, gdzie tenże kończył właśnie medycynę. Karol nie okazywał jednak chęci do studiów lekarskich, zwłaszcza, że wykłady wydawały mu się nudne i suche. Według mnie słuchanie wykładów nie przedstawia żadnej korzyści w porównaniu z czytaniem, przeciwnie — nawet wyrządza pewną szkodę - pisał. Silne wrażenie wywarł na nim widok dwóch ciężkich operacji, z których jedna wykonana została na dziecku. Przerażony uciekł z zajęć.
Wszystkie te okoliczności sprawiły, że Darwin przestał uczęszczać na wykłady medycyny. Poznał za to kilku przyrodników; jego myśli znów skierowały się ku przyrodzie. Szczególnie dobrze czuł się w otoczeniu kolegów z Towarzystwa Pliniuszowego. Najwieksza przyjaźń połączyła go z jednym z jego członków, doktorem Robertem Edmondem Grantem, z którym często rozmawiał o swej ulubionej przyrodzie. W autobiografii napisał później: Kiedyśmy pewnego dnia razem się przechadzali, zaczął on z wielkim zachwytem rozprawiać o Lamarcku i jego poglądach na rozwój. Słuchałem w milczącym zdumieniu lecz, jak mi się zdaje, nie wywarło to na mnie głębokiego wrażenia. W tym okresie też chętnie uczęszczał na wykłady Roberta Jamesona, nazywanego "neptunistą", ponieważ uważał, że skały wytrąciły się ze wszechobecnego oceanu, nie gardził też konkurencyjnymi wykładami Thomasa Hope ("plutonisty"), który przekonywał, że skały to ostudzony stop materii. Spacery z Grantem owocują pierwszym odkryciem naukowym: na początku roku 1826 ma okazję na jednym z posiedzeń towarzystwa odczytać o nim krótką rozprawkę; dotyczy ona budowy narządów rodnych pijawki (Pontobdella muricata). Nadal dużo czasu spędza na polowaniach, a ubite ptaki wypycha, powiekszając już i tak znaczne zbiory.
W drugim roku studiów został w Edynburgu sam, ponieważ Eras ukończył tutejszą uczelnię i wyjechał kontynuować naukę w Londynie. Tryb życia Darwina w tym okresie dowodzi, że studia medyczne nie interesowały go w ogóle. Wkrótce też postanowił je porzucić.
Ojciec nawet nie oponował zbytnio, widząc, że syn się do tego trudnego zawodu zupełnie nie nadaje. Po dwuletnim pobycie Karola w Edynburgu zaproponował mu, aby został duchownym. Oto jak opisuje to Darwin: Przez pewien czas prosiłem ojca, aby mi zostawił czas do namysłu, albowiem wobec małej znajomości przedmiotu wątpiłem, czy potrafię objaśnić wszelkie dogmaty kościoła anglikańskiego. Jednakże myśl zostania kapłanem wiejskim nie była dla mnie nieprzyjemną. Wskutek tego przeczytałem z wielką uwagą "O formułach wiary" Pearsona i kilka innych dzieł teologicznych; a ponieważ naówczas nie miałem najmniejszej wątpliwości co do ścisłości prawdy każdego wyrazu w Biblii, wmówiłem w siebie wkrótce, że wiara nasza powinna być w zupełności przez wszystkich przyjętą".
Wreszcie jesienią 1827 roku zdal egzaminy wstępne na Cambridge, którego ukończenie równało się obietnicy znalezienia jakiejś lukratywnej posady duchownego, o której myślał ojciec Karola.
Podczas trzyletniego pobytu w Cambridge (1828—1831) Darwin niewiele skorzystał: Czas mój, poświęcony tu na studia akademickie, był tak samo stracony, jak i w Edynburgu. Już w pierwszym roku zawarł kilka bliższych znajomości, m.in. ze swym kuzynem Williamem Darwinem Foxem. W tym czasie odkrył też w sobie nową pasję, entomologię, od której byla w stanie oderwać go tylko przyjaciółka, Fanny, z którą łączyła go silna zażyłość. W drugim roku Darwin zaczął popadać w tarapaty. Zaległości pogłębiły się, musiał się przyłożyć do pracy.
Po dwóch latach złożył pierwszy egzamin, a ostatniego roku bakalaureat. Jednakże w Cambridge zajmowały go właściwie tylko wykłady botaniki Johna Stevensa Henslowa, które bardzo lubił, ponieważ Henslow wykładał nadzwyczaj jasno, z wielkim ożywieniem oraz urządzał często botaniczne wycieczki za miasto.
Gdy zaczęły się zbliżać egzaminy końcowe, Darwin zdał sobie sprawę, jak dużo czasu zmarnował. Zerwał definitywnie z Fanny i zaczął się przykładać do nauki. Znajomość z Henslowem miała dla przyszłości Darwina wielkie znaczenie. Nie dość, że nareszcie miał z kim rozmawiać o rzeczach, które go pasjonowały, ale miał też kogoś, kto z przyjaźni pomagał mu przebrnąć przez grube księgi i nadrobić zaległości.
Tak Darwin opisał swą zażyłość z Henslowem: Ścisła znajomość z takim człowiekiem, jak Henslow powinna mi była wyjść na korzyść, co też w istocie się stało. Wspomnę jeszcze o pewnem drobnem zdarzeniu, dowodzącem delikatności jego postępowania. Badając pewnego razu kilka ziarenek pyłkowych na podłożu wilgotnem, zauważyłem, że wypuściły łagiewki; pobiegłem wiec szybko do Henslowa, aby mu donieść o swem niezwykłym odkryciu. Otóż sądzę, że żaden inny profesor botaniki nie wstrzymałby się od śmiechu, widząc pośpiech, z jakim doniosłem o odkryciu swem. Lecz Henslow wyjaśnił mi, jak interesującym jest to zjawisko, wytłumaczył jego znaczenie, dając mi jednak przy tym bardzo wyraźnie do zrozumienia, że rzecz ta od dawna jest znana... Odtąd postanowiłem na przyszłość nie tak pospiesznie donosić o odkryciach swoich.
Ciężka praca w końcowych miesiącach trzeciego roku studiów opłaciła się: Darwin zdał, plasując się na 10 miejscu na 178 studentów.
Niewiele brakowało, by Darwin w ogóle nie znalazł się na Beagle. Gdy w czasie letnich ferii 1831 roku przebywał z profesorem Sedgwickiem na wycieczce geologicznej w Walii, do jego mieszkania nadeszły dwa ważne listy, jeden od jednego z nauczycieli, George Peacocka, i od jego przyjaciela Henslowa. Oba dotyczyły Beagle i zawierały namowę, by zaokrętował się na nim jako przyrodnik. Henslow donosił mu, że kapitan Fitz-Roy gotów jest udzielić pomieszczenia jakiemuś młodemu badaczowi, który w charakterze naturalisty, bez wynagrodzenia, zechciałby z nim odbyć podróż na okręcie „Beagle".
Darwin był gotów natychmiast przyjąć propozycję lecz ojciec zaczął robić mu zarzuty i wreszcie dodał, że jeśli znajdzie choć jednego trzeźwo myślącego człowieka, który poradzi mu jechać, wtedy i on się zgodzi. Tego samego dnia Darwin napisał list, w którym odrzucił propozycję. Nazajutrz jednak posłał po niego wuj, Josiah Wedgwood, o którym ojciec Darwina mawiał, iż jest najrozumniejszym człowiekiem na świecie. Wuj poradził siostrzeńcowi odbycie tej podróży i podjął się wstawić za Darwinem u jego ojca. W rezultacie ten ostatni dał natychmiast synowi zezwolenie na podróż. 27 grudnia 1831 Darwin opuścił Plymouth, udając się na okręcie Beagle w podróż dookoła świata, która stanowiła ważną epokę w jego życiu i której zawdzięczał niewątpliwie dużą część ważnych pomysłów swej teorii.
Darwin wszedł w skład wyprawy badawczej organizowanej przez rząd w oparciu o nadwyżki angielskiej floty pozostałe po rozprawieniu się z Napoleonem Bonaparte. W czasie tej podróży uwagę Darwina przykuła niezwykłość fauny wysp, w szczególności wysp Galapagos, oraz szczególne następstwo geologiczne szczerbaków (Edentata) w Ameryce Południowej. Rezultatem tej podróży była rozbudowana monografia o wąsonogach (Cirripedia) i obszerna publikacja na temat raf koralowych.
Darwin wrócił do Anglii 2 października 1836 roku, po pięcioletniej podróży. Przywiózł ze sobą prawie 1400 stron notatek geologicznych, 370 stron notatek zoologicznych, 1530 okazów w formalinie i prawie 4 tysiące skórek, kości i innych okazów. W chwili, gdy wrócił, część jego odkryć i obserwacji była już znana w środowisku naukowym Anglii. Zamieszkawszy w Londynie, zajął się opisywaniem podróży, zaczął też przygotowywać rękopis do Spostrzeżeń geologicznych, zwłaszcza zaś do pracy o wyspach koralowych, którą żywo się zainteresował Charles Lyell, najznakomitszy ówczesny geolog angielski.
Mieszkając w Londynie, Darwin spotykał się tu i często obcował z wielu znakomitymi uczonymi, wspomnianym Lyellem, J. Herschlem, Bucklem (autorem Historii cywilizacji Anglii), Carlylem, Macaulayem i innymi.
W 1838 roku oświadczył się kuzynce, Emmie Wedgewood i został przyjęty. W 1839 ożenił się, a w roku 1842 przeniósł się do cichej miejscowości Down, gdzie kupił majątek ziemski i gdzie do końca życia pozostał.
Wioska Down, odległa o dwadzieścia mil angielskich od Londynu, stała się wkrótce słynna. Podobał mi się różnorodny wygląd roślinności w okolicach Down... a jeszcze bardziej nadzwyczajny spokój i zacisze miejscowości... Niewiele tylko osób mogłoby prowadzić tak zamknięte życie, jak my... Najgłówniejszą moją przyjemnością i wyłącznym zajęciem w ciągu całego mego tu życia była praca naukowa, a przez zajęcie się nią zapomniałem o swych dolegliwościach. Właśnie tam, w zaciszu wiejskiej posiadłości, a nie na Galapagos, jak zwykło się sądzić, zebrał podstawowy materiał do swych przemyśleń.
Pierwszy pisemny szkic poglądów swych przedstawił w roku 1844 przyjaciołom: geologowi Lyellowi i botanikowi Hookerowi. Nie dał się jednak nakłonić do ogłoszenia tych przemyśleń drukiem. Dopiero w roku 1858 zdecydował się opublikować krótkie doniesienie na ten temat w Journal of the Linnean Society. Został do tego niejako zmuszony przez podróżnika Wallace'a, który przesłał mu rozprawkę w najważniejszych punktach zgadzającą się z poglądami Darwina. Darwin oddał do druku krótki zarys swej teorii wraz z manuskryptem Wallace'a . Kiedy jednak Darwin i Wallace zaprezentowali swe tezy przed Linnean Society of London w 1858 roku, oddźwięk był nieznaczny. Ówczesny przewodniczący Towarzystwa, dentysta Thomas Bell, amatorsko zajmujący się gadami, tak podsumował ten rok w swym sprawozdaniu: Nie naznaczył się on żadnym z owych uderzających odkryć rewolucjonizujących, jak to się mówi, gałąź biologii, której dotyczą; takich bowiem nagłych i błyskotliwych innowacji, które wywierają znaczny i nieprzemijający wpływ na naturę którejkolwiek z dziedzin nauki, czy też niosą z sobą trwałą i ważną korzyść dla rodzaju ludzkiego, można oczekiwać jedynie w znacznych odstępach czasu.
Nic dziwnego, że opublikowana w 1859 książka The Origin of Species by Means of Natural Selection, w której po raz pierwszy przedstawiono teorię ewolucji poza środowiskiem naukowym, wywołała sensację. Żadne dzieło przyrodnicze XIX wieku nie wywarło w świecie nauki takiego wrażenia, jak książka Darwina. Choć przyjęto jego teorię jako coś z gruntu nowego, ze strony fachowców spotkała się ona z różnoraką oceną. Jedni gwałtownie ją zwalczali, inni przyjęli, lecz nie bez pewnych wątpliwości; tylko pewna garstka ludzi stanęła od początku z całą stanowczością po stronie Darwina. Rozgorzała gorąca dyskusja naukowa, a brukowa prasa pękała od żartów na temat Darwina.
Wśród ludzi, którzy przyjęli teorię, wymienić należy - obok współtwórcy myśli darwinistycznej Wallace'a, przede wszystkim Ernesta Haeckla, który zresztą częściowo się jej przysłużył swoimi dziełami, a mianowicie Generelle Morphologie i Natrliche Schopfungsgeschichte. Z równą energią torowali jej drogę w Niemczech Fritz Mller, Karl Vogt i August Weismann. W Anglii zasłynęli jako bojownicy nowej myśli Thomas Henry Huxley, Joseph Dalton Hooker i Charles Lyell. W tym samym czasie Francja zachowała wobec Darwina i jego teorii dużą rezerwę.
Teoria ewolucji, choć w formie znacznie zmienionej w porównaniu do pierwowzoru, jest podstawą współczesnej biologii. Przed ukazaniem się dzieł Darwina panował wśród systematyków dogmat stałości gatunków. Przyznawano wprawdzie, że nie wszystkie osobniki tego samego gatunku są identyczne, że istnieje pewna mniej lub więcej zaznaczona zmienność w obrębie gatunku, pozwalająca wyróżniać w jego obrębie rasy i odmiany, twierdzono jednak, że nie osiąga ona tak znacznego stopnia, by przechodziła granice tego, co mieści się pod pojęciem gatunku.
Znaczące są także skutki natury filozoficznej i ogólnej. Oto w sposób jasny i wyraźny odniesiono zasady biologii w stosunku do człowieka. Teza o posiadaniu wspólnego przodka z małpami człekokształtnymi zapoczątkowała rewolucje światopoglądową, której wynikiem jest współczesne postrzeganie gatunku ludzkiego jako części świata przyrody, w kontekście historycznym jako zmiennego podmiotu procesów przyrodniczych. Często mówi się w tym kontekście o rewolucji darwinowskiej przez analogie do przełomu kopernikańskiego
Za bezpośrednich spadkobierców koncepcji darwinowskich w warstwie światopoglądowej można uważać współczesne uczonych tej miary co Konrad Lorenz twórca etologii czy Edward Osborne Wilson ojciec socjobiologii.