В том же году Бейтс покинул Южную Америку — как оказалось, навсегда. За годы, проведенные в Западном полушарии, он добыл и отправил в Англию экземпляры более 14 тысяч видов насекомых, в том числе 8 тысяч ранее неизвестных науке. Более того, его наблюдения за мимикрией у дневных бабочек семейства геликонид во многом определили дальнейший ход развития биологии. В последнюю ночь, проведенную на реке Пара, его неожиданно охватили необычайно живые воспоминания об Англии: «Передо мной встали поразительно отчетливые картины угрюмых зим, долгих серых сумерек, пасмурной атмосферы, длинных теней, холодных родников и промозглых летних месяцев. Зрелище фабричных труб и толп чумазых рабочих, которых рано поутру созывают фабричные колокола; картины работных домов, тесных комнат, рабских условностей и необходимости заботиться о чем-то, что противоречит естественному порядку вещей. Чтобы вновь поселиться среди этого уныния, я покидал страну вечного лета».
Видно, что его раздирали довольно противоречивые чувства.
На следующий день корабль вышел в открытое море. Бейтс простер руку в сторону края бабочек: «Это было мое последнее прощание с великой Амазонкой».
В Англии Бейтс скоро вновь окунулся в подзабытую рутину. Он поселился в Лестере у родителей, вновь занялся чулочной торговлей. Продолжал работу над своей коллекцией видов — систематизировал ее, продавал лишние экземпляры. Начал переписываться с Дарвином. Два натуралиста обменивались комплиментами по поводу научных работ и поддерживали друг друга в борьбе с болезнями: Дарвин, как и Бейтс, много хворал.
В 1861 году Бейтс прочел в Линнеевском обществе доклад о дневных бабочках Амазонки, в котором намеренно увязал свои выводы с теориями Дарвина и Уоллеса. Бейтс вполне осознавал всю уникальность своего опыта: за бабочками он наблюдал в полевых условиях, в течение длительного времени, крайне скрупулезно. Он перевидал множество бабочек, относящихся к разным расам и географическим вариациям. Родительские виды летали бок о бок с дочерними, которые произошли от родительских, но эволюционировали в нечто новое. Своими глазами он узрел не просто живые цветные снежинки, но доказательство теории эволюции.
Огромное впечатление на Бейтса произвели бабочки, имитирующие ядовитых геликонид, — например, черно-желто-оранжевая Dismorphia. Мимикрия, рассудил Бейтс, служит для защиты: подражающий вид (имитатор) пытается походить на несъедобную модель.
