A lo largo de cinco años —entre 1831 y 1836—, Charles Darwin, viajando a bordo del Beagle, recogió datos botánicos, zoológicos y geológicos que le Permitieron establecer un conjunto de hipótesis que cuestionaban las ideas precedentes sobre la generación espontánea de la vida.

Durante los veinte años siguientes intentó aplicar estos datos a la formulación de una explicación coherente sobre la diversidad observada. En 1858, Darwin se vio obligado a presentar sus trabajos, cuando recibió el manuscrito de un joven naturalista, A. R. Wallace, que había llegado de manera independiente a ¡as mismas conclusiones que él, es decir, a la idea de ¡a evolución por medio de la selección natural.

Tanto Darwin como Wallace habían tomado como base la obra de Malthus sobre el crecimiento de la población, en la que se establece que, dicho factor tiende a ser muy elevado, se mantiene constante dado que la disponibilidad de alimento y espacio son limitados; a partir de esta premisa la idea de la competencia. Con esta base argumental se pueden establece dos aspectos fundamentales que sustentan la teoría de Darwin y Wallace. Ambos científicos dan por sentado que los seres vivos pueden presentar clones.
Esta idea, junto con la noción de competencia establecida anterior por Malthus, les lleva a establecer que estas variaciones pueden ser ventajas o no en el marco de dicha competencia. Por otro lado, como resultado de la lucha tiene lugar una selección natural que favorece a los individuos con variaciones ventajosas y tiende a eliminar a los menos eficaces en la consecución de los recursos necesarios para la vida. Sin embargo, existe un punto de discrepancia entre ambos. Wallace nunca compartió la idea de la selección expresada por Darwin en su obra El origen del hombre (1871). Según Darwin algunos caracteres son preservados sólo porque permiten a los macho mayor eficacia en esta relación con las hembras.

A finales del siglo XIX, el llamado neodarvinismo primitivo, que se basa en el principio de la selección natural como base de la evolución, encuentra en el biólogo alemán A. Weismann uno de sus principales exponentes. Esta hipótesis admite que las variaciones sobre las que actúa la selección se transmiten según las teorías de la herencia enunciadas por Mendel, elemento que no pudo ser resuelto Darwin, pues en su época aún no se conocían las ideas del religioso austriaco.

Durante el siglo XX, desde 1930 a 1950, se desarrolla la teoría neodarwinista moderna o teoría sintética,: denominada así porque surge a partir de la fusión de tres disciplinas diferentes: la genética, la sistemática y la paleontología. La creación de esta corriente viene marcada por la aparición de tres obras. La primera, relativa a los aspectos genéticos de la herencia, es Genetics and the origin of species (1937). Su autor, T. H. Dobzhansky, plantea que las variaciones genéticas implicadas en la evolución son esencialmente mínimas y heredables, de acuerdo con las teorías de Mendel.

El cambio que se introduce, y que coincide posteriormente con las aportaciones de otras disciplinas científicas, es a consideración de los seres vivos no como formas aisladas, sino como partícipes de una población. Esto implica entender los cambios como frecuencia génica de los alelos que determinan un carácter concreto. Si esta frecuencia es muy alta en lo que se refiere a la población, esto puede suponer la creación de una nueva especie.

Más adelante, E. Mayr desarrollará en sus obras Systematics and the origin of the species (1942) y Animal species evolution (1963) dos conceptos muy importantes: por un lado, el concepto biológico de especie; por otra parte, Mayr plantea que la variación geográfica y las condiciones ambientales pueden llevar a la formación de nuevas especies. De este modo, se pueden originar dos especies distintas como consecuencia del aislamiento geográfico, o lo que es lo mismo, dando lugar, cuando intentamos el cruzamiento de dos individuos de cada una de estas poblaciones, a un descendiente no fértil. Atendiendo a las condiciones ambientales, en consonancia con las ideas de Dobzhansky., la selección actuaría conservando los alelos mejor adaptados a estas condiciones y eliminando los menos adaptados. En 1944 el paleontólogo G. G. Simpson publica la tercera obra clave para poder comprender esta corriente de pensamiento: en Tempo and mode in evolution establece la unión entre la paleontología y la genética de poblaciones.

Durante la segunda mitad del siglo XX se han planteado dos tendencias fundamentales, la denominada innovadora y el darvinismo conservador. La primera de ellas, cuyo máximo exponente es M. Kimura, propone una teoría llamada neutralista, que resta importancia al papel de la selección natural en la evolución, dejando paso al azar. Por su parte, el neodarvinismo conservador, representado por E. O. Wilson, R. Dawkins y R. L Trivers, queda sustentada en el concepto de «gen egoísta»; según esta hipótesis, todo ocurre en la evolución como si cada gen tuviera por finalidad propagarse en la población. Por tanto, la competición no se produce entre individuos, sino entre los aletos rivales. Así, los animales y las plantas serían simplemente estrategias de supervivencia para los genes.