小猎犬号在第一次航行归来后需要整修，上层甲板被抬高，船底也被加固，因而起航的日期一再延期。月日，他再次到达普利茅斯，等待最后的起航。他和菲茨罗伊、斯托克斯一起住在码头，并认识了船上的一些海军军官，以及小猎犬号的官方博物学家罗伯特·麦考密克。他学习了仪表知识，并做了一两次短途地质考察。亨斯洛、惠斯利、范妮都给他寄去了信件。月日，小猎犬号正式起航。达尔文并不适应，晕船的反应十分强烈。傍晚又遇上风暴，菲茨罗伊被迫下令返航。达尔文回到海港准备他的航海日记，并学习了数学、西班牙语和德语，阅读博物学书籍。月日再次出海，但在退潮时搁浅，半小时后才进入公海，次日由于风向改变而返航，行程又一次延期。月日，小猎犬号才再次起锚，驶向外海。出海次日，就有四名船员因为圣诞节犯的错误受到鞭刑。到达马德拉群岛后，达尔文呕吐得很严重，没有上岸。月日他们到达圣克鲁斯，一名官员跑来告知他们需要接受天检疫。他们没能登陆，只得继续往南，两天后离开了特内里费岛。月日，小猎犬号抵达普拉亚，达尔文和菲茨罗伊一起见了佛得角群岛的葡萄牙总督和美国领事。菲茨罗伊开始他的测量，达尔文则和马斯特斯、麦考密克一起去远足。他发现了海平面上方约英尺处的岩石中夹杂的由贝壳和珊瑚构成的带状物，这表明有些地方发生过沉陷过，是莱尔观点的有力证明。他们在佛得角一直待到月日，日越过了赤道，达尔文受了刮脸礼——脸用油漆、柏油擦过后刮干净，再按在注满海水的帆中，这是新船员必须接受的仪式。