生于肯特郡，卒于剑桥。就学于剑桥大学三一学院。1879年当选为英国皇家学会会员。1883年受聘为剑桥大学天文学和经验哲学教授，终身保留此职。1899年当选为英国皇家天文学会会长。达尔文对限制性三体问题的周期轨道，对一团粘滞流体达到平衡时的形状等许多数学性很强的问题做过深入探讨。他最主要的贡献是研究潮汐和潮汐摩擦对天体演化的影响。他最先全面分析了由于陆障和洋底摩擦的影响而导致潮汐的各种不规则性，进而提出：潮汐摩擦使地球自转变慢，从而角动量不断减小；又因为地月系统角动量守恒，所以月球的角动量必然不断增大，也就是使月球逐渐远离地球。他由此认为，地球自转过去比现在快得多，月球离地球也近得多。而最初，月球就是由于太阳潮的共振作用，从急速自转的地球分裂出去的，地球也因此而丧失了一小部分角动量。这还可以解释月球的密度比地球小，以及地球上大陆的不连续性。除了地月系统外，他还将这种研究推广到双星系统、行星系统和其他卫星系统。达尔文的著作有《潮汐和太阳系中的同种现象》和五卷本《科学论文集》。