Após alguns anos trabalhando como inspetor ferroviário com seu irmão, a vida de Wallace foi mudada ao encontrar Henry Walter Bates em Leicester, em 1847.
A Amazônia
Wallace e Bates discutiram a idéia de uma expedição para a Amazônia. O plano era cobrir as despesas enviando espécimes de volta para Londres, onde um agente os venderia por uma comissão. Além disso, para os viajantes "reunir fatos para resolver o problema da origem das espécies", como Wallace colocou em uma carta a Bates. Os dois amigos, ambos já experientes entomologistas amadores, se encontraram em Londres para se preparar, vendo plantas e animais sul-americanos nas principais coleções.
Bates e Wallace navegaram de Liverpool em abril de 1848, chegando ao Pará (hoje Belém) no final de maio. No primeiro ano eles se estabeleceram em uma vila perto da cidade, coletando aves e insetos. Depois disso, eles concordaram em coletar independentemente.
Wallace continuou mapeando a Amazônia por quatro anos, coletando espécimes e fazendo anotações sobre os povos, os idiomas, a geografia, a flora e a fauna. Em 12 de julho de 1852, Wallace embarcou para a Inglaterra na prisão Helena. Após vinte e oito dias no mar, o bálsamo na carga do navio pegou fogo e a tripulação foi forçada a abandonar o navio. Todos os espécimes que Wallace tinha no navio, a maior parte de sua coleção, foram perdidos. Ele só pôde salvar parte de seu diário e alguns esboços. Wallace e a tripulação passaram dez dias em um barco aberto antes de serem pegos pelo brigue Jordeson.
As Índias Orientais
De 1854 a 1862, de 31 a 39 anos, Wallace viajou pelas Índias Orientais Holandesas (agora Malásia e Indonésia), para coletar espécimes para venda e para estudar a natureza. Wallace coletou mais de 125.000 espécimes nas Índias Orientais Holandesas (mais de 80.000 escaravelhos somente). Mais de mil deles representavam espécies novas para a ciência.
Suas observações sobre as claras diferenças zoológicas em um estreito estreito no arquipélago levaram-no a propor a fronteira zoogeográfica agora conhecida como Linha Wallace. Bali e Lombok eram duas ilhas do arquipélago a apenas 28 km de distância, aproximadamente o mesmo tamanho e com o mesmo clima, solo, elevação e aspecto. No entanto, sua flora e fauna eram tão diferentes.
"Neste arquipélago existem duas faunas distintas rigidamente circunscritas, que diferem tanto quanto as da África e da América do Sul... no entanto, não há nada no mapa ou na face das ilhas para marcar seus limites. A linha de fronteira passa entre ilhas mais próximas umas das outras do que outras pertencentes ao mesmo grupo. Creio que a parte ocidental é uma porção separada da Ásia continental, enquanto a oriental é um prolongamento fragmentado de um antigo continente do Pacífico ocidental".
Por que, ele se perguntava, os animais e plantas do lado de Bali do canal eram de tipo asiático, enquanto os do lado Lombok eram de tipo australásico? Isto deve significar que o grupo ocidental evoluiu a partir de um estoque ocidental comum, enquanto o grupo oriental evoluiu a partir de um estoque oriental comum.
Enquanto ele estava explorando o arquipélago, ele refinou seus pensamentos sobre a evolução e teve sua famosa visão sobre a seleção natural. Em 1858 ele enviou um artigo delineando sua teoria para Darwin; ele foi publicado, junto com uma descrição da própria teoria de Darwin, no mesmo ano.
Os relatos de seus estudos e aventuras lá foram eventualmente publicados em 1869 como O Arquipélago Malaio. Tornou-se uma das mais populares revistas de viagens da história natural do século XIX. Foi elogiada por Charles Darwin e Charles Lyell e por outros, como o romancista Joseph Conrad, que a chamou de seu "companheiro de cabeceira favorito".
