Em 6 de setembro, o Beagle chegou à Bahia Blanca, que recebeu esse nome devido aos seus bancos de areia de cor muito clara. Por causa das condições de navegação e do emaranhado de riachos lamacentos, a tripulação foi obrigada a fazer o desembarque em botes. Lá encontraram um povoado muito recente, formado com a intenção de construírem um forte para proteger as terras argentinas.

FitzRoy percebeu que precisava elaborar um novo plano para enfrentar os desafios de navegação na região: contratou duas pequenas escunas para ajudar o Beagle a mapear as intrincadas costas sul-americanas.

No dia 22 de setembro, em Punta Alta, Darwin fez uma descoberta maravilhosa: encontrou ossos fossilizados. Anotou cuidadosamente o local e as camadas estratificadas onde estavam os fósseis. No dia seguinte, mais equipado, trabalhou horas para extrair os ossos e a cabeça inteira de um enorme mamífero já extinto (preguiça-gigante). Os dentes desse animal eram típicos de herbívoros e suas garras muito curvadas indicavam que ele seria pouco adaptado à locomoção. Esse achado fez Darwin reforçar seus questionamentos sobre as teorias estabelecidas naquela época.

Em 22 de setembro:

Fizemos um cruzeiro muito agradável pela baía com o capitão e Sullivan. Ficamos algum tempo em Punta Alta, a cerca de dez milhas do navio; ali encontrei algumas rochas. São as primeiras que vi e são muito interessantes por conter diversas conchas e ossos de grandes animais. O dia estava perfeitamente calmo; a água tranquila e o céu separavam-se de forma indistinta por uma faixa de bancos de lama: o todo formava um quadro dos menos pitorescos. É pena que um tempo tão bom e limpo tenha de ser gasto com uma região em que metade de seus encantos não aparece. Chegamos a bordo bem a tempo de escapar de um vento pesado com chuva.

• Que Darwin, ao ver um grupo de gaúchos vestidos a caráter nos pampas argentinos, brincou que aquelas roupas exóticas o haviam lembrado da Turquia?
• Que Darwin aprendeu a caçar com os soldados argentinos, usando um artefato conhecido como boladeira? Ele consiste em duas bolas pesadas amarradas nas pontas de uma longa corda de couro. Charles relata que gostou muito de caçar emas e tatus com os soldados.
• Que Charles era tão detalhista que, quando encontrou os fosseis pela primeira vez, desenhou precisamente o estrato geológico onde estavam localizados?
• Que Darwin escavou durante horas para retirar da rocha macia o fóssil, que era a cabeça de um grande animal? Assim que o viu, lhe pareceu ter semelhanças com a cabeça de um rinoceronte.
• Que Charles acumulou os ossos sujos dos fosseis no convés do navio e isso era contrario as tradições navais da época? O primeiro-tenente Wickham ficou indignado e incomodado com essa prática do Darwin.
• Que no dia 2 de outubro, iniciou-se um vento frio de sudeste, com duração de dois dias, que proporcionou a neve na Sierra de La Ventana? Darwin registrou no diário que o vento lhe causou dores no corpo e tremedeira.
• Que o capitão FitzRoy alugou duas pequenas escunas para realizar pesquisas detalhadas na Patagônia sem o consentimento do Almirantado? O capitão foi penalizado e teve que arcar com os custos desta despesa extra.
• Que, apesar de ter citado o dilúvio na estratigrafia onde encontrou os fosseis, Darwin e o FitzRoy divergiam sobre a veracidade de historias da Bíblia como a Criação do Mundo e a Arca de Noé?