Čtvrté období ve vývoji biogeografie je charakteristické tím, že principy aktualismu a historismu předložené J. Lamarckem a schválené C. Laelem se staly východiskem pro další vysvětlení evoluční teorie organického světa ze strany Anglický vědec C. Darwin . V roce 1859 vyšla práce „ Původ druhů přírodním výběrem aneb zachování zvýhodněných plemen v boji o život“ , ve které dokazuje, že rostliny a zvířata jsou proměnlivé: druhy, které nyní existují, jsou potomky ty předchozí působením tří vzájemně souvisejících faktorů: variability, přirozeného výběru a dědičnosti. Za takové výroky si ze své cesty kolem světa ( 1831 - 1836 ) hodně odnesl . Darwin shromáždil obrovské množství materiálu o flóře a fauně , sbírky neznámých fosilních zvířat, hornin a minerálů.
Vědec dokázal, že vznik a vymírání druhů jsou přirozené procesy, které vznikly přirozeným výběrem. Podstatou tohoto procesu je přežití druhů, které jsou nejlépe přizpůsobeny životním podmínkám. Existence druhu v prostoru a čase je nekonečná. Vymizení druhu je charakteristické nejprve pro část a poté pro celý areál .
Na toto období spadá zrod biocenologie. K. Möbius , který studoval vliv abiotických a biotických faktorů na mořské organismy, především ústřice, navrhl termín biocenóza ( 1877 ). A. Remane prozkoumal střední Evropu , Kavkaz a Jižní Afriku . I. Pachossky formuloval principy a úkoly fytocenologie ( 1891 ), případně zpracoval koncepty bioekologického potenciálu druhu a jeho schopnosti šíření a následné evoluce.
Evoluční a ekologické přístupy k analýze vegetace používá ruský životopisec A. Beketov ve svých dílech „Fytogeografický náčrt evropského Ruska“ ( 1884 ) a „ Geografie rostlin“ ( 1896 ). V. Dokučajev rozvinul myšlenky A. Humboldta o rostlinně-klimatických pásmech Země, ovlivnil formování fyto- a zoogeografie jako geografických disciplín, nejčastěji spojovaných s půdoznalstvím.
4. období v dějinách vývoje biogeografie je tedy charakterizováno výrazným vlivem evolučního učení Charlese Darwina, které vedlo k aktivnímu rozvoji směrů historických, ekologických, regionálních, bicenotických a oceánologických.