Στις 24 Νοεμβρίου 1859 δημοσιεύεται στην Αγγλία το πρωτοποριακό επιστημονικό έργο του βρετανού φυσιοδίφη Καρόλου Δαρβίνου «Η καταγωγή των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής». Η θεωρία του Δαρβίνου υποστήριζε ότι οι οργανισμοί εξελίσσονται σταδιακά μέσω μιας διαδικασίας που ονόμασε «φυσική επιλογή». Κατά τη φυσική επιλογή, οι οργανισμοί με γενετικές παραλλαγές που ταιριάζουν στο περιβάλλον τους τείνουν να πολλαπλασιάζουν περισσότερους απογόνους από τους οργανισμούς του ίδιου είδους που δεν έχουν την παραλλαγή, επηρεάζοντας έτσι τη συνολική γενετική σύνθεση του είδους.

Ο Δαρβίνος, ο οποίος επηρεάστηκε από το έργο του γάλλου φυσιοδίφη Ζαν-Μπατίστ ντε Λαμάρκ και του άγγλου οικονομολόγου Τόμας Μάλθους, απέκτησε τα περισσότερα στοιχεία για τη θεωρία του κατά τη διάρκεια μιας πενταετούς εξερευνητικής αποστολής στο πλοίο HMS Beagle τη δεκαετία του 1830. Επισκεπτόμενος τόσο διαφορετικά μέρη όπως τα νησιά Γκαλαπάγκος και η Νέα Ζηλανδία, ο Δαρβίνος απέκτησε βαθιά γνώση της χλωρίδας, της πανίδας και της γεωλογίας πολλών τόπων. Οι πληροφορίες αυτές, μαζί με τις μελέτες του για τις παραλλαγές και τις διασταυρώσεις μετά την επιστροφή του στην Αγγλία, αποδείχθηκαν ανεκτίμητες για την ανάπτυξη της θεωρίας του περί οργανικής εξέλιξης.

Η ιδέα της οργανικής εξέλιξης δεν ήταν καινούργια. Είχε προταθεί νωρίτερα, μεταξύ άλλων, από τον παππού του Δαρβίνου, τον Ερασμο Δαρβίνο, έναν διακεκριμένο άγγλο επιστήμονα, και τον Λαμάρκ, ο οποίος στις αρχές του 19ου αιώνα σχεδίασε το πρώτο εξελικτικό διάγραμμα -μια σκάλα που οδηγούσε από τους μονοκύτταρους οργανισμούς στον άνθρωπο. Ωστόσο, μόνο με τον Δαρβίνο η επιστήμη παρουσίασε μια πρακτική εξήγηση για το φαινόμενο της εξέλιξης.

Ο Δαρβίνος είχε διατυπώσει τη θεωρία του για τη φυσική επιλογή μέχρι το 1844, αλλά ήταν επιφυλακτικός να αποκαλύψει τη θέση του στο κοινό, επειδή ήταν τόσο προφανές ότι αυτή ερχόταν σε αντίθεση με τη βιβλική αφήγηση της δημιουργίας. Το 1858, ενώ ο Δαρβίνος εξακολουθούσε να σιωπά σχετικά με τα ευρήματά του, ο βρετανός φυσιοδίφης Αλφρεντ Ράσελ Γουάλας δημοσίευσε ανεξάρτητα μια εργασία που ουσιαστικά συνόψιζε τη θεωρία του. Τον Ιούλιο του 1858 ο Δαρβίνος και ο Γουάλας έδωσαν κοινή διάλεξη για την εξέλιξη ενώπιον της Linnean Society του Λονδίνου, και ο Δαρβίνος προετοίμασε για δημοσίευση το βιβλίο «Η καταγωγή των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής» («On the Origin of Species by Means of Natural Selection»).

Το βιβλίο «Η καταγωγή των ειδών» εκδόθηκε στις 24 Νοεμβρίου 1859 και εξαντλήθηκε αμέσως. Οι περισσότεροι επιστήμονες αγκάλιασαν γρήγορα τη θεωρία που έλυσε τόσους πολλούς γρίφους της βιολογικής επιστήμης, αλλά οι ορθόδοξοι χριστιανοί καταδίκασαν το έργο ως αίρεση. Η διαμάχη για τις ιδέες του Δαρβίνου βάθυνε με τη δημοσίευση του βιβλίου «Η καταγωγή του ανθρώπου και η επιλογή σε σχέση με το φύλο (1871), στο οποίο παρουσίασε στοιχεία για την εξέλιξη του ανθρώπου από τους πιθήκους».

Μέχρι τον θάνατο του Δαρβίνου το 1882, η θεωρία του για την εξέλιξη ήταν γενικά αποδεκτή. Προς τιμήν του επιστημονικού του έργου, θάφτηκε στο Αβαείο του Ουέστμινστερ δίπλα σε βασιλιάδες, βασίλισσες και άλλες επιφανείς προσωπικότητες της βρετανικής ιστορίας. Οι μεταγενέστερες εξελίξεις στη γενετική και τη μοριακή βιολογία οδήγησαν σε τροποποιήσεις της αποδεκτής εξελικτικής θεωρίας, αλλά οι ιδέες του Δαρβίνου παραμένουν κεντρικές στον τομέα αυτό.