Pe baza lucrărilor pe care le-a făcut pe stratul galez, a propus perioada cambriană în 1835, într-o publicație comună în care Roderick Murchison a propus și perioada Siluriană. Mai târziu, în 1840, pentru a rezolva ceea ce mai târziu a devenit cunoscut sub numele de Marea Controversă Devoniană despre rocile din apropierea graniței dintre perioadele Silurian și Carbonifer, el și Murchison au propus perioada Devoniană. Deși l-a ghidat pe tânărul Charles Darwin în studiul său timpuriu al geologiei și a continuat să fie pe termeni prietenoși, Sedgwick a fost un adversar al teoriei evoluției lui Darwin prin intermediul selecției naturale.