En 1831, Charles Darwin a 22 ans. Naturaliste fraîchement diplômé de Cambridge, il se prépare à devenir pasteur, selon le vœu de son père. Mais une perspective autrement plus tentante s'offre soudain : participer, en tant que scientifique, à l'expédition du Beagle, qui part cartographier l'Amérique du Sud sous les ordres du jeune capitaine Fitzroy. Un fabuleux voyage qui, au total, durera cinq ans, de la première étape (le cap Vert, où il découvre déjà plus de cent espèces différentes) aux îles Cocos, un atoll du Pacifique, via le Brésil, la Terre de Feu, les Galápagos, le Chili, l'Australie… Partout, Darwin explore, collecte, analyse, expédiant au fur et à mesure en Angleterre des milliers de spécimens, végétaux et animaux, qui figurent aujourd'hui parmi les trésors scientifiques de la Couronne. De retour en Angleterre et retiré dans sa propriété campagnarde, Charles Darwin, marié à sa cousine Emma et entouré d'enfants, mettra vingt-trois années à consolider la vertigineuse vision mûrie à bord du Beagle. Affirmer que les espèces ne sont pas immuables, n'est-ce pas comme "confesser un crime" ? Alternant les scènes reconstituées, les entretiens avec les biographes de Darwin, ainsi que des séquences avec d'éminents biologistes ou géologues tournées sur les lieux mêmes du voyage du Beagle, le documentaire suit pas à pas la quête de son héros, pour raconter l'une des plus belles aventures scientifiques de l'histoire de la pensée.