随着时间的推移，达尔文对《人类的起源》的篇幅构思得越来越有头绪，越来越缜密。在收集资料的过程中，达尔文的工作几度中断，而且他的身体状况也在每况愈下，所以最终，工作不得不暂时停止。达尔文在给华莱士的信中，赞赏他对赖尔地质思想上作出的贡献，赞赏他的自然选择理论。在谈到文章的第二部分时说道：“只有您对我说这些话我才相信是您的观点。可我不认为您所说的理论与这些观点有直接联系，而且这个问题需要我们共同讨论研究，这短短一封信是说不清楚的，我欣赏您的推论，它给了我许多启示。”1870年是他写《人类的起源》最忙碌的一个阶段，1870年8月末，该书才正式完稿。
事实上，这本书全篇的安排并不是十分合理的，全书一多半的内容是用性选择理论和应用解释动物二性化问题，而关于人类起源的问题在全篇内容中只占三分之一。
达尔文在第一章中叙述了这一事实，即人类起源于某种低等动物，另一章中证实了人类是由低等动物发展起来的。第三章谈到人的智能和动物智能的比较以及对人的智能发展问题进行了探讨。达尔文和华莱士的分歧正源于此，所以达尔文用事实反驳华莱士的观点。第六章是讨论了人类在动物体系里的比例和人类谱系的问题。
在第一章中，达尔文研究了人体构造学说。从人类器官来看，人是哺乳动物。奥温和其他一些人曾用人和类人猿在脑构造上的差别来区分人和其他哺乳动物。人与猴子的相似之处在于：疾病类型，药物作用相同，如抽烟、喝酒都能引起的舒畅快感等。人类在生殖和发育上具有猴子的特点：婴儿弱小，性别不同。
达尔文指出，人的胚胎发育，同其他哺乳动物脊椎动物纲有共同特征：卵细胞和其他哺乳动物脊椎动物纲的卵细胞有一样的鳃沟；人的手和脚也像蜥蜴、鸟和哺乳动物的胚胎上的脚和手，有同样的位置。达尔文用了胚胎学方面的成就：血管状的心脏，胎儿排泄腔的形成，尾骨的存在，鱼的肾脏同系物的发育。他指出七个月的胎儿的大脑皱襞，就像成年的猩猩的大脑皱襞一样。他在援引赫胥黎的话时指出：“人类与猴子相似强于猴子相似于狗。”
对未发育器官的研究，达尔文阐明了自己的观点。他认为这些器官具有变异性返祖现象。达尔文对人的皮下肌肉能抽动皮肤的残存现象，肌肉能耸动眉毛和颈肌的残存现象，进行了描述。他谈到了一些返祖现象，这就是在个别人的身上作为例外出现的一种能力，例如摆动耳朵的能力，这种能力经常作为一个家庭的特点遗传下去。达尔文认为，猩猩和黑猩猩的耳朵不能摆动，这是与人的耳朵相似的缘故，指出人的外耳存在特别的、微尖的突出部，后来这一部分被称之为“达尔文突出部”，他把这一部分看做是其他哺乳动物耳朵尖部的同系物。他认为，人的头发又长又密的特征，是祖先周身浓密毛层的残留。他指出人的眼睛上的半月形皱纹，说这是第三眼睑或者说是瞬膜的同系物。原始人种的嗅觉比较灵敏，他把这看做是过去留下来的遗传物。人尾骨也如此。利用器官变异性返祖现象这一理论，达尔文对六个月的胎儿身上的茸毛状的毛发层状况进行了六个月的研究。
最后，达尔文用的结束语是我们熟悉的《物种起源》的一段结论：“那种理论不能称之为科学的解释，它们是根据这种理论按一个理想的计划创造出来的。”他解释同源说时还引用起源于共同祖先的理论说，“遵循另一观点就意味着认为我们本身的结构和我们周围所有动物的结构是预想出来的不理性的东西”。
在第一章最后一句话中，达尔文自豪地说，他的理论在十年的斗争中，在认识上有了很大的转变。他说：“不可思议的是那些博物学家很熟悉解剖学和哺乳动物胚胎，却有每一个动物都是上帝逐个创造出来的想法。”
决定人类起源因素和原因同决定其他动物起源因素和原因是一个问题，关于人类是由低等生物发展而来的方式是这一章的基本思想。和动物一样，人也具有变异性和遗传性的特征。人的变化规律与家养动物和栽培植物所具有的变化规律不同。达尔文很少把人类的变化归之为受条件直接而又明显的影响，对比动植物的变化也是这样，只是允许这些条件能引起“数量几乎是无法确定的变化”，使生物体达到一定程度的可塑性罢了。
在《人类的起源》一书中，达尔文也详细地研究了其他变化因素：器官的使用，发展的中断，作为畸形返回到从前的类型，然后他不仅谈到变化的相互关系，而且谈到人类增殖的速度，最后谈到靠自然选择不仅得到身体构造上的特征，而且还获得了智能和共同的本能，智能人的语言发展得越来越清晰，发明工具和取火技术都是智能发展的产物。
在《人类的起源》中，达尔文并没有提到，同时对于低等动物的智能是怎样发展起来的问题，达尔文也没有作出任何阐释。因为达尔文觉得这些问题对人们目前来说是无关紧要的，若真要解决，可留待以后去揭示，如自我保护、性爱、母爱、婴儿吮吸奶汁的本能。达尔文在仔细研究本能和智慧的相互关系时，和往常一样，列举了大量各式各样的事实来说明这种相互关系的不同意见。像他在《物种起源》里所阐述的一样，复杂的本能都有一个由简单到复杂的发展过程，这与智力的发展是无关系的。而且简单的无意识的本能动作与深思熟虑过的动作是可以互相替换的。在《人类的起源》中，针对这个既复杂又困难的问题，达尔文始终坚持以辩证的方式来看待。虽然他以人的大脑为例说明了本能由简到繁的发展过程及人的有意识的本能与动物的无意识的本能是不同的，但同时他也承认人有意识的本能与动物无意识的本能之间存在着一定的相似性。
达尔文对于人的系谱进行研究后，得出结论：人来源于狭鼻猿类，当时狭鼻猿类已经从阔鼻猿类中分离了出来。根据赫胥黎的意见，猿来源于狐猴，狐猴来源于其他高级哺乳动物，而其他高级哺乳动物则来源于有袋亚纲。有袋亚纲则通过原兽亚纲来源于爬虫纲。达尔文附带声明说，就在人们试图彻底研究哺乳动物的系谱时，我们越来越觉得这一课题在科学领域有很大的空白。达尔文扼要地解释说明：所有的脊椎动物亚门彼此之间有血缘关系并且来源于无颚类祖先。
达尔文列举了文昌鱼，把其作为更早、更原始的祖先进行阐述，在当时人们把它归为鱼类，而且把它看做是脊椎动物亚门中最原始的动物。后来他又转而研究海鞘的幼虫。他列举了别人向他报告的亚·奥·科瓦列夫斯基的在那波利的发现，即海鞘的幼虫，就其发展方式和神经系统的位置，就文昌鱼和高级脊椎动物胚胎所固有的脊索的存在方面来说，是和脊椎动物亚门相似的。达尔文断定：“因此，如果相信胚胎学，我们最终会了解脊椎动物亚门是如何起源的。可以推断，在以前极其遥远的时期，就存在过一类动物，他们在许多方面都与现在的海鞘幼虫相似。这一类动物分为两大分支，其中一支发展到动物界的高级阶段，奠定了脊椎动物亚门的基础；另一分支则在发展中变弱了，形成了现在的海鞘纲。”
通过对残留的物种器官的研究，达尔文可以推断出人类始祖的外貌，同时他也指出每种生物的构造都是非常奇特的、独一无二的。因此，达尔文在《人类的起源》的第一部分中，继承了赫胥黎和赫克尔的思想。他像往常一样，尽量使研究主题所包括的内容更广泛一些，所举出来的证明人类起源于动物的事实，在数量上也大大超过赫胥黎和赫克尔的论据。
达尔文对于人种起源的问题方面有其独特的解答。他认为自然选择在物种起源、种的区别中起着十分重要的作用。人种外表的特征是不属于自然选择的，这些既不能用外界条件的直接影响来解释，也不能用拉马克关于器官使用和不使用的原则来解释。由于他的思路完全是顺着“选择”走，所以在这里，在“性选择”原则中，得到了解释。而这一原则也早就被他用来解释动物的第二性征的起源问题了，这个问题也引起了达尔文极大的研究兴趣。
1871年2月14日，达尔文的著作《人类的起源》一书正式出版问世了。该书一经出版就取得了无可置疑的成功，因为2500册书很快就销售一空，及至年底又印了5000册。安顿·窦恩在《国外》杂志上写道，这本书在德国博得了“热烈赞扬”，但是起初，这本书遭到了人们的广泛驳斥。这是很自然的，因为它触及了人类最为根深蒂固的宗教观念——上帝创造人，而这一观念又被无情地否认了，并且书中还做出了一系列假设性的“抽象”方案。很显然，这本书激起了愤怒、赞赏和惊讶。
对于这本书的评价，什么样的意见都有。其中包括赞扬的，批评的，甚至还有辱骂讽刺的言论，但是，即便如此，达尔文并不在乎这些言论的好坏，因为他的每一部著作出版都会引起这样的“轰动”。而这一次，对他的新观念进行抨击的是著名动物学专家迈弗特。他出版了《物种的发生》一书，书中对达尔文的自然选择进行了严厉的、而且乍一看来又颇能令人信服的批评。迈弗特指责达尔文缺乏证据，矛盾百出，并列举了一大串他认为从自然选择的观点看来是完全无法解释的例证。迈弗特认为，自然选择并不能说明构造初始阶段。
迈弗特的书和凯利克的书都不约而同地标志着反对达尔文主义进入了新阶段。迈弗特虽然已经承认进化，但不同意进化的因素，即自然选择。宗教观点的卫道士们、进化论者、唯心论者、目的论观点的拥护者们所反对的正是用以说明进化的形式，这种形式以其明确的概念赢得了进化论思想的胜利。也就是说，他们反对自然选择，即反对马克思所说的给了“目的论以致命的打击”的自然选择。至于迈弗特的正确观点，则是他看到了进化的原因在于“某种内在的力量和倾向”，他的观点同凯利克如出一辙，同样地认为发展是跳跃式的。
迈弗特的书产生了巨大的影响，很快就出版了第二版，书中的论据开始在书刊上反复出现。达尔文对他所提出的各种问题没有做出回答，因为他已经看出了作者写作这本书的真实动机——让“创世说”复活，并且使“科学迁就宗教”，这是他所不能容忍的。当时他能够指望的朋友很少：华莱士，他的演说无疑是很有才气的，可是他靠不住；爱莎·葛雷也一样；其他朋友又都忙得不可开交。
但是，事情并不是永远处于低落阶段的，总会有回旋的余地的。在此时，琼斯·赖特“大量阅读并且思考过形而上学的课题”，他给达尔文寄来了审阅过的、他在《北美评论》写的一篇评迈弗特书的书评校样。按他的说法，他通过书评从哲学方面发表他赞成自然选择的意见。赖特估计，由于这对达尔文目前的处境很有帮助，因此这篇文章将会引起达尔文的兴趣。
一看完这篇文章之后，达尔文就立刻制订出计划：在英国以小册子的形式出版赖特的书评，他自己则准备在即将出版的第六版《物种起源》里新加上一章。在这一章里，他打算剖析报刊上对自然选择论的各种各样的反对意见，特别要详细谈谈迈弗特的反对意见。因此，他的更为具体的答复要从赖特的哲学分析中得到充实。他把赖特的校样寄给华莱士，征求他的意见。他在给华莱士的信里写道：“文章虽然还有很大的欠缺，但是我认为还是非常有价值的。”
赖特在回信中对达尔文的计划表示同意，达尔文为此十分高兴，于是他就开始十分艰难地着手写作。因为长期受到病魔的困扰，他的精力已极度地衰竭了。不仅如此，在《每季评论》中也出现了对达尔文的著作进行的新的、极为激烈的评论，这篇文章使达尔文大伤脑筋。评论人指责达尔文忽略了哲学和宗教的基本原则，评论人尽管承认自己是拥护发展学的，但是又声称：人同大象和大猩猩的差别，比它们同地上的尘土的差别还要大。受到这种“假道学的无礼攻击”，达尔文感到特别的沮丧、苦恼。他写信给华莱士说：“我很快就要成了最被人瞧不起的人了。”他最后决定以小册子的形式出版赖特的文章。在给华莱士的这封信里他还写道：“即使是人们不看这种小册子，也能表明，有人在反驳迈弗特，对迈弗特的意见也不能不加任何思考就盲目地接受了，这也是很重要的。”
这个阶段是达尔文最困难的时刻，当时达尔文对现状也有这样的说法：“认为当时是那些钟摆式的人物摆向反对他的一面的时候。”赫胥黎为《现代评论》杂志写了一篇文章，文章驳斥对达尔文主义的攻击，这些攻击在《每季评论》里的一篇大概是迈弗特写的最新文章里、在同期杂志刊登的华莱士的书评《论人类》里，以及迈弗特的《物种的发生》一书的第二版里都有表现。
在收到赫胥黎有关此事的来信以后，达尔文当时备受鼓舞。与此同时，达尔文在《物种起源》里也亲自做了详尽地回答。赫胥黎和琼斯·赖特既从哲学方面，也从神学方面打击了迈弗特和迈弗特的攻击，这当然使迈弗特感到特别地难受。赫胥黎写道：“钟摆式的人物现在摆到反对我们的方面去了，但是我坚信，他还会摆到另一边来的。”的确，达尔文有先见之明，他曾预言，斗争将长期继续下去，即使是在他们死去和消失之后。
达尔文看到赫胥黎文章的清样时对其大加赞赏。赫胥黎对迈弗特在神学上的抨击，对形而上学的论断，特别是关于理性及其定义的论断的抨击，使达尔文无比高兴。达尔文对赫胥黎支持他在《人类的起源》中得到发展的、关于道德起源的观点表示满意，他把赫胥黎反对华莱士的、关于野蛮人的智力的论据部分做了记号，并以完全称赞的话结束了他写给赫胥黎的信：“虎克两年前对我说过，当我读着赫胥黎的文章的时候……放射异彩的地方有几十处，机智就像是一道道光彩夺目的闪电！”
起初，达尔文打算在自己有关人类的著述中，进一步谈人的面部表情一章。达尔文曾通读了著名心理学家贝尔的一部“极为有趣的”书——《面部表情解剖学和生理学》。贝尔在阐述面部肌肉和呼吸的密切联系的同时，论述到人的某些肌肉只是为了表现某些感情，正因为人类有面部表情所以与兽类是有区别的。然而，这些观点同达尔文的进化思想相差很远。
事实上，这个理论使达尔文产生了很大的研究兴趣。在1867年3月，达尔文在给华莱士写的信中说：“这是我近二十多年来酷爱的专题之一，在我计划写一篇关于人类的文章以后，我最好是仔细地研究一下关于感觉表现方面的问题，因为人面部肌肉的表情动作和感觉的表现方法是从动物也具有的那些感觉的表现中发展起来的，而机体的发展原则适用于这一特殊场合。”
1871年1月17日，达尔文看完《人类的起源》的最后校样以后，立即开始写《动物和人类感觉的表现》一书。该书写作历时三个多月。确实，6月份由于筹备《物种起源》的最新版本，使达尔文暂时中断了《动物和人类感觉的表现》一书的写作，但是后来他继续写了下去，并在当年11月和12月就拿到了第一批清样。然而，写这本书，也同他的其他著作一样，要同传教士、不同民族中的人士、医生和生理学家进行大量的研讨。所有这些都得得到证实，致使付印延期。最后校样于1872年8月22日才看完，在同年秋天这本书就问世了。图书首印7000册，销量很不错，很快就销售了5000多册。之后，达尔文也为第二版收集了大量意见，但是最终的结论是暂时不出第二版。
《动物和人类感觉的表现》一书共分为十四章，其中，在序言里介绍了这个问题的历史概况，并指出达尔文所利用的资料：一、对孩子面部表情的观察；二、对精神病患者的面部表情的研究；三、一个受电击而收缩了的老人的面部肌肉照片；四、著名绘画和雕塑大师们的作品；五、对上面提到的不同人种的感觉表现的调查表资料；六、对动物，大部分是家养动物的观察资料。序言在结束时提出一个问题：人类及动物的感觉表现可不可以用同一种原因来解释呢？前三章，达尔文提出了“一般原理”，他认为这些原理是：第一章研究的是有效联想习惯的原理，即达尔文认为反射动作，要么是被自然选择改变了的原始本能，要么是被继承下来的习惯。例如，狗在躺下睡觉以前，先转圈子和刨地；幼兽的吸奶动作；马在动身之前，先用蹄子磕地等等。人类的某些动作，即使是受到了克制，但仍然继续表现其感情。
第二章研究的是对立原理。在反映两种相对感情时的两组相反动作，例如，一条狗怀有敌意接近另一条狗时，就竖着耳朵，目不转睛地盯着对方，高高地昂起头，直竖起尾巴，龇着牙，两耳向后紧靠。而见了主人，就弓着身子，眯缝着眼睛，摇着尾巴，耷拉着耳朵，垂下嘴唇等等。此外，比如人在说“是”的时候，同时上下点头；说“不”的时候，同时从一面向另一面左右摇头。
第三章研究的是无意识的、神经系统的影响和习惯等等。属于这方面的有：因恐惧而突然头发变白；因烫伤、恐惧、寒冷等而颤抖；因过分激动而发生的肠道或肾脏不由自主地排泄。各种感觉对心脏和血液循环的作用及疼痛的反射作用，如皱眉、出汗、闭气、晕倒等等。
第四章研究的是动物为了使自己显得更大更可怕而事先发出声音，接着略微鼓起皮毛，以及常常伴随着这些动作发出可怕的声音等现象。接着分析了把耳朵向后拉和把耳朵贴向头部，这是用牙齿搏斗的动物狂怒时所常有的表现。
第五章研究狗、猫和猴子的感觉各有其特点的表现形式。最重要的是研究猴子，因为猴子在许多方面与人有极其相似的表现。
第六章至第十三章，全面分析研究了人类感觉和感情的特殊表现形式。达尔文在第十章里说：“我们要用行动去表达感觉，所以如果躯体始终处于完全静止状态，那就可以认为没有感觉，因为表现的形式主要取决于在一种特定环境下，心情影响大脑而产生特定行为的性质。”
在分析成年人各种感觉的表现形式时，还要同时把儿童、傻子、猴子的行为，有时还有其他动物在相同情绪下的行为拿来进行对照、比较和引证。达尔文并没有忘记指出，不同种族所具有的感觉是有相同之处的，尽管有时候也有某些例外。他列举一些事例，比如西方人习惯用耸肩表示“不可以”，而东方人则用摇头表示。在表达方式上也因地域的不同而有所差异。同他的其他几本书相比较而言，为了便于读者理解，《动物和人类感觉的表现》一书插图很多，而且插图都是邀请艺术家画的。
在最后一章里，达尔文阐述了一些动作因为有益于人们思想的表达而做得久了，就获得了习惯动作的性质。并且这些动作在表现很好感觉的时候会重复出现。在相反的冲动下，生活实践也会产生相反的动作，因为行为来源于生活，而又有其特有的发展。此外，也会不以习惯和意志为转移而产生一定的反射作用。随着一定的情绪而产生的那些动作都是能表达情绪的，因为人的动作是完全可以用来表达自己的心情的。达尔文说：“即使一些轻微动作也可以充分表达出人们强烈的情绪。它们在我们的表情方面具有充分的意义，就像退化器官对于一个分类学和有机体谱系方面所具有的意义一样。”达尔文认为：“所有人种都有同样的主要感觉表现形式，也就是说，产生于同一根源。从人类的祖先继承下来的非常古老的表现有：笑以及在恐惧的时候毛发竖起、颤抖、发呆。属于后来的表现有：哭泣和其他悲伤的表现。”并且达尔文把这样的现象作为本章重要的内容。达尔文最后概括的一条结论，就是在《人类的起源》里说的：人类是从低级形态开始进化的，所有人种都有共同的起源。
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