À partir de 1860, Charles Darwin, secondé par son fils Francis, commencèrent une longue série d'expériences pour étudier la manière dont les droséras attrapaient et digéraient leurs proies. Ils ont constaté en particulier que les spécimens nourris atteignaient une taille plus imposante que les autres. Les plantes réagissaient bien avec la viande crue ou rôtie, le fromage, la saucisse, le blanc d’œuf et le lait, mais refusaient de digérer le sucre, l’amidon et les graisses végétales. Dans une lettre datée du 21 novembre 1860, adressée au botaniste anglais Joseph Dalton Hooker, Charles Darwin évoque l'extrême sensibilité de ces plantes :
« J'ai travaillé comme un fou sur le droséra. Je vous citerai un fait absolument certain, et que pourtant vous ne croirez pas, à savoir qu'un poil d'un poids infime placé sur une glande fait se recourber vers l'intérieur un des poils glanduleux de le droséra et modifie chacune des cellules de la tige de la glande. »
Le résultat de ses recherches sur le droséra et d'autres plantes carnivores fut publié en 1875 dans son livre Insectivorous Plants.
On lui attribue également la phrase : "I care more about drosera than about the origin of all the species in the world." qui illustre bien sa passion pour cette plante.
Les droséras sont dotés d'un piège semi-actif. En effet, celui-ci possède une action mécanique mais qui secondaire de faible amplitude.
Pour attirer les insectes vers le piège, les droséras utilisent en priorité le sens de la vue des insectes : au soleil, le mucilage permet à la feuille de briller comme si elle était recouverte de rosée ou de nectar. Ses sécrétions sont de plus en plus abondantes avec la durée du jeûne. Les études faites sur les mécanismes d'attraction n'ont jamais pu montrer l’utilisation de phéromones par les droséras.
La stratégie de capture de la proie est comparable à celle des papiers tue-mouche. La proie, venant se poser sur une des feuilles, y est retenu par la matière visqueuse des tentacules. Puis sa propre activité la met de plus en plus en contact avec la glu des poils. Son agitation pour se dégager stimule l’activité des cellules sécrétrices. Ensuite, les tentacules et le limbe de la feuille se mettent en mouvement très lentement. Le déplacement des poils — du au pliement de chaque pied — est extrêmement lent, contrairement à celui des « mâchoires » de la dionée ; il ne participe pas à la capture de la proie. Il accélère en revanche le processus digestif. Le droséra se met alors à secréter des composés cyanogènes pour accélérer la mort de l'insecte.
Une à plusieurs heures sont nécessaires au repli complet de la feuille. La proie, engluée, meurt d’asphyxie. Elle est ensuite amenée jusqu'au centre de la feuille, là où se trouvent les glandes digestives. Dans le cas le plus fréquent de la prise d'un insecte, il ne subsiste plus après un ou deux jours, au milieu de la feuille, que le squelette chitineux de l'animal. En une à deux semaines, la feuille a repris sa forme initiale.
Les mouvements des feuilles du droséra sont en fait la somme de tropisme et de nastie. Pendant la digestion, les grandes vacuoles riche en pigment anthocyanique sont fragmentées par le cytoplasme. Celui-ci, s’imbibant aux dépens des colloïdes vacuolaires, se gonfle et produit de nombreux pseudopodes internes qui pénètrent dans la vacuole, s’y anastomosent, puis finissent par diviser cette dernière en un grand nombre de petits éléments denses, globuleux ou filamenteux. La teinte de la vacuole vire au gris violacé. On interprète ces faits comme traduisant le passage, à travers ces cellules, des produits de la digestion protéolytique. Si on a noté la présence (exceptionnelle) de bactéries commensales qui participent à la digestion, une digestion normale est également constatée dans le liquide stérile extrait des tentacules. Les droséras peuvent donc digérer leurs proies grâce à leurs seules sécrétions, sans bactéries symbiotiques comme cela a longtemps été pensé.