《物种起源》一书的问世，不仅对达尔文的个人生活具有重要意义，还对大批有学问的人对生物界的观点和对人在生物界中的地位的观点有深刻影响。然而在此以前，为捍卫达尔文主义进化论学说，曾不得不进行长达10年的尖锐斗争，在10年的斗争过程中，达尔文的思想以及达尔文本人，曾经不断地受到攻击，这些攻击常常是粗暴的、恶毒的和不公正的。
达尔文为人温和，甚至对自己的对手也非常有礼貌，虽然他处于这些攻击风暴的中心，但他的一些朋友和拥护者却经历了最激烈的斗争时刻。然而，不管这些人的作用多么大，为达尔文争取越来越多的拥护者的主要斗争武器，还是他那部不断地进行新的版本和译本的出色著作《物种起源》，这部著作不知不觉地、不声不响地击败了各个对手，说服了那些动摇分子，在越来越多的无私地寻找真理的人们中间，为自己争得了许多朋友和信仰者。
赖尔说《物种起源》就是“一个长的论据”，它被用来论证整个进化论理论，特别是用来论证对这种进化原因给予最完美的说明的自然选择理论。这部书是根据一个明确的、有逻辑性的提纲写的，这个提纲大体上也就是1842年和1844年《概要》中所拟定的那个提纲。达尔文是从人的如下实践活动开始的：人们通过对种公畜的人工选择，或者通过对留作种子用的最接近理想的植物的育种选择，能够培育出许许多多家畜的品种或数千种栽培植物的亚种来。他证明，由于变异和遗传，人们能够获得这些结果。由于变异，也就是说，由于一对动物的后代，或者由同一个荚的种子生长出来的植物，彼此之间略有区别这种情况，选择是可能的；而由于遗传，即经常看到的亲本将特性传给后代这一情况，通过选择优良的种公畜或选择优良的植物种子，就能够获得具有这些改良特性的后代。
为了证明这样的人工选择能够引起亚种之间多么大的差别，达尔文以他自己饲养的家鸽为例。腿的长度，喙的长度和形状，尾羽的数目，腿部羽毛的差别和头部羽毛分布的差别是如此之大，以致这些差别如果是属于野鸽的话，那么它们就足以使人们把家鸽划分为不同的物种，甚至不同的属，然而，正如达尔文所证明的那样，这些家鸽都起源于一个野生种——岩鸽。
从这种人工选择转到自然选择。达尔文证明，自然界也有变异和遗传，自然界中代替人工选择的原因是“生存斗争，或者说是在生物按‘几何级数’增殖的情况下不可避免的生存竞争。”
达尔文作出了这一“自然的”解释之后，转而竞争谈到理论的难点。难点之一是摆在反复思考想要解决物种起源问题的生物学家面前的一个根本问题：变种如何成为物种？为什么通常在各个物种之间没有过渡？没有过渡这一点也是物种“创造论”的拥护者的主要论据之一。达尔文在他最早的几本《概要》中还没有解决这个问题。在《物种起源》一书中，他提出了并深入地研究了“中间类型的性状的分歧和绝灭”的原理。达尔文认为，近似类型之间的生存斗争特别激烈。竞争者的生活方式和特性越相似，竞争就越激烈。反之，随着新的不同特性的获得，竞争也逐渐减弱，我们以达尔文在《物种起源》一书中引用的例子为例。
某个地方的狼要吃鹿和绵羊，它就要追捕鹿和羊。要想捉住鹿，就要跑得特别快，而要想咬死羊，就要有特别大的力气，那么跑得快的狼和力气大的狼就能在生存斗争中获胜。狼跑得越快，它就越能捕获鹿，力气越大的狼，它就越能专门捕获羊。而一切中间类型的狼，在生存斗争中就不能被保存下来，就将绝灭。而在生存下来的两种极端类型的狼之间，即在跑得最快的狼和力气最大的狼之间，竞争则减弱下来，因为这两类狼中每一类都将转变为吃专门食物的狼。这两种极端类型的狼之间的区别越显著，它们竞争的激烈程度就越小。达尔文就是这样先设想变种的起源，后设想物种的起源的。达尔文把自己理论的这一结论叫做中间类型的性状的分歧和绝灭的原理。
人工选择也有同样的情况：如果得出了某一个新品种，它就会把自己的先辈排挤掉。用达尔文的话来说，在英国，黑牛被长角牛所代替，而长角牛又被短角牛所代替。同时，据一个农业主说，头两个品种好像是被瘟疫毁灭掉了。马的情况也完全一样：如果追求的是速度，那么跑得快的优良品种的马一定排挤掉跑得不太快的品种的马，如果追求的是力气，那么优良品种的重驮马将排挤掉劣等品种的重驮马；最后所获得的将是越来越明显的极端类型：跑得快的那些品种的马将和重驮马具有越来越大的区别。达尔文认为，自然界发生的情况也是这样：如果一个类型内部生存斗争很激烈，那么中间类型总是处在不利的情况下，于是被保存下来的只能是在某个方面有专长的极端类型，从而使生存斗争中的竞争有所减弱。任何一个物种的后代越不同，这些后代彼此之间在习性和构造方面的区别越大，那么它们在自然界中就将争得更多的地位。
达尔文的进化论也有一些难点。他用为数不多的几个例子表明，即使是在这里也能够而且也需要承认，由比较简单的器官发展为比较复杂的器官，由比较简单的本能发展为比较复杂的本能，都是逐渐进行的。达尔文证明，即使是现在也还能找到一些生物，它们的器官是现代另一些动物身上存在着的向更完善的器官过渡型的器官。达尔文举了三个例子来说明复杂本能的发展情况：把蛋下在别的鸟巢里的杜鹃的本能，蚂蚁的奴隶本能和蜜蜂营造非常精美的蜂房的本能。并且达尔文善于在自然界中找到一些过渡形状来说明所有这些复杂本能的发展情况。
很难解释各变种之间杂交时如何由通常的能育性转变为物种彼此之间杂交时发生的不育性。这个障碍有很大的意义，因为达尔文反复证明，变种是“初期的物种”，而物种则是“强化了的变种”。达尔文指出，变种的能育性也和物种的不育性一样，绝不是经常存在的，可以发现这两种状态之间的过渡情况，这就缓和了这种异议。最后一个难点是当时没有现在各种类型的祖先在古生物学方面的直接连续，在古生物学的发现方面存在着一些很大的空白点。达尔文证明，这些空白点是不可避免的，原先那些动物的残迹随着时间的推移总是在逐渐消失，总之，我们任何时候也不能妄想得到一份比较完整的“地质记录”。
这本书的一个特点是达尔文对自己的理论提出批评，并且是长达几章的内容。达尔文非常诚恳，并不隐瞒上述理论方面的难点，不仅不像许多坚持自己观点的作者那样，不去注意这些难点，而且还让自己的对手找出自己在理论和结论方面的弱点，仿佛他在寻找这些难点，并预见到一切可能提出的异议。是的，他并未使这些异议悬而未决，他总是对这些异议加以分析，并竭力使那些难点与自己理论的论点一致起来，后来，达尔文认为，他这本书之所以成功，是由于多年来他遵循着一条金科玉律，他在自传中说：“每当我在报刊上遇到同我的一般结论相反的新的视察或思想时，我都立刻如实地记下来；因为我从经验中确信，这一类事实和思想远比那些适合心意的事实和思想会更容易被遗忘。由于这种习惯，我才很少遇到以前未曾注意到的或者不曾企图答复的反对我的观点的异议。”一个科学者越是诚实，越是对自己要求严格，那么别人要想反对他的思想就越困难，华莱士正确地指出：“达尔文从来没有得到过暂时性的成功，但是成功本身却总是跟随着他。”
接着，达尔文谈到通过选择来得到足以说明进化理论的证据。不论“地质记录”多么不完整，但是“各种生物在出现时间方面的连续”这一众所周知的事实，在达尔文看来是和他的理论相符合的。而生物的地理分布，特别是生物在难点方面的不同进化情况都证明他的理论是正确的。最后，生物的分类，生物的体系，以“性状分歧”原则的观点来解释的“系谱表”，证明属于同一类别的各种类型所具有的一般古代性状、有时是不适宜的性状（痕迹器官）的比较解剖学和胚胎学等，所有这一切都证实了他的理论。该书总的结论是，物种通过自然选择起源的理论要比创造论者的理论优越得多。
不同动物早期胚胎的相似，意味着它们有共同的祖先《物种起源》仍然是以1842年和1844年的《概要》中的基本思想为基础的。而且书的总体结构几乎也是一样的，但全部材料则进行了彻底的加工。《概要》中有几章在这里作了进一步的发展，并且由于增加了一些新的材料而使内容更加丰富了，从另外几章中选取了最有意义的材料，而其余部分则省略了；还有几章重新进行了修改。对原来的《概要》来说，有两处较大的增补：一处是关于鸽子的起源；另一处是关于中间类型的性状分歧和绝灭的原理。
达尔文始终也没有忘记书的基本目的是要使读者相信，各种类型的物种借助于自然选择而进化的观点比每个物种是由创造而产生的旧观点优越。自然选择理论是一种复杂的理论，它包括达尔文指出的几个前提以及由此得出的几个逻辑结论。每一个前提和结论，达尔文都必须非常严肃认真地加以论证，并用一些实例来证实。还必须对理论中的困难之处加以阐述和分析，驳倒对这一理论的一切异议或使人们对这些异议产生怀疑，也必须对这一理论的最重要的结论加以论证。所有这一切都要求对大量复杂的材料作出长篇论述，因为不这样的话，读者很容易被这样的材料搞糊涂，很容易忘记某个例子在总概念中放在什么地方，某个论断在总概念中又起着什么作用，总之，由于大量的细节，很容易使读者感到疲倦，为了使读者能够比较容易地抓住本书的基本思路，达尔文在该书绪论中扼要地叙述了这一思路，并指出他是如何将该书划分为若干章的；每一章结束时他都对本章的内容写出一个提要并重复其主要结论，全书结束时，他写了个《复述和结论》，再一次阐述了人工选择和自然选择理论的基本原理，他还接连不断地检查了分散在全书各处的所有对理论的异议，并且再一次集中地审查了所有的论证，这些论证看来要比那些异议的说服力大得多，因此，读者自然而然就能得出结论来，但这还是不够的。
达尔文在每一提要的最后，几乎在每一章的最后，都写上一句精心编写的结束语，在这句话里他再一次对有关选择和进化的思想加以强调。为了使读者更加注意这些结尾部分，他常常在结尾处用大写字母写某个要素的名称，如“变异”“选择”等等。
这样，很快就有许多读者在一定的广度和深度上承认了他的学说。于是就出现了一些全部接受达尔文理论的狂热的崇拜者（如植物学家华生，他于1859年年底写信给达尔文说：“您的主导思想，即‘自然选择’，一定会被当作科学上的确定真理而为人们所接受。它有一切伟大的自然科学真理所具有的特征，变模糊为清晰，化复杂为简单，并且在旧的知识上添加了很多新的东西。您是本世纪、甚至是一切世纪博物学中最伟大的革命者。”）。有一些人，他们欢欣鼓舞地对待这个理论的基本原理，但是认为其中某些具有次要意义的细节还存在着弱点。还有一些人，他们一方面接受自然选择理论，但同时又认为这个理论不能解释人的精神能力是怎样产生的，因此他们设想（例如华莱士），这些精神能力是由于超感觉的精神世界的干预才发展起来的。很多人接受了自然选择的意义，但他们对类型的可变性只是部分地予以接受。一种人认为，可变的只是物种，而属是单独形成的；另一种人则认为，可变的是物种、属和科，而不是目和高级单位；第三种人认为一直到纲为止都存在着可变性；而第四种人则认为一直到门都是可变的。达尔文在一封信中写道：“有趣的是，每一个人都想出一个意思，按照这个意思他已经不再同意我的理论了。”
敌视达尔文理论的读者也增多了。有些人不同意达尔文的理论，但对作者的热爱劳动、对作者真诚的意图、对作者论述问题的严谨性却给以应有的评价；有些人发现达尔文的方法本身存在着一些缺点，指出他的理论中有许多重要原理并不是从事实和观察中直接得出的；最后，有些信仰宗教教义的人对达尔文的理论持坚决否定的态度。这里也出现了在其他类似情况下所出现过的现象。牛顿发现万有引力，受到了策布成茨的攻击，说万有引力“动摇了自然宗教的基础，因而也动摇了神的启示”。1859年年底，达尔文在写给拉卜克的信中说：“当雷和闪电的发生第一次被证明是连续发生的原因的时候，那时关于每一个闪电并不是上帝亲手发出来的这一思想，对某些人来说简直是不能忍受的。”在这些杂乱无章的各种各样的意见和流派中间不能不发生争论。达尔文主义必须为自己争得地位，而且首先要克服因循守旧的习惯，因为大多数人还相信动植物的物种是永恒不变的。于是捍卫达尔文主义的斗争开始了。
在这场斗争中，达尔文的年轻朋友托马斯·赫胥黎在英国起了很大的作用。他和达尔文一样，也是在一艘军舰上开始他的博物学家的事业的。他以海军助理军医的身份在“雷捷利斯涅克”号巡航舰上参加了四年考察工作，该舰在澳大利亚附近航行了将近三年。回英国之后，赫胥黎发表了有关公海的水母和其他透明体动物的著作，并为此获得了伦敦皇家学会的奖章，这是非常光荣的奖赏。他开始在伦敦矿业学校讲授自然科学方面的课程，成了矿业部陆上勤务的博物学家，他对古生物学进行了大量的研究，并且在矿业学校建立了一个地质博物馆。赫胥黎是一名优秀的普及工作者，他经常给工人公开讲课，礼堂里总是挤满了人，大家都聚精会神地听他讲课，他练就了一种简单明了地讲述问题的本领。他以自己通常所具有的那种机智说，在公开演讲时应该有一种十分清晰的叙述问题的能力，“使得听众能够认为，甚至在他们不理解的时候也是理解的”。