1844年，卡爾·本茨出生在德國西部的卡爾斯魯厄。
學生時期的本茨熱愛自然科學，尤其喜歡物理。1860年，本茨遵從母親的意願，進入卡爾斯魯厄綜合科技學校學習，在那裡，他較為系統地學習了機械構造、機械原理、發動機製造、機械製造經濟核算等課程，為他日後的發展打下了良好基礎。
1877年創業失敗後，窮困潦倒的本茨決定製造發動機獲取高額利潤以擺脫困境，他在1879年12月31日製造出第一臺單缸煤氣發動機。經過多年的反覆試驗和改進，他終於研製成功火花塞點火內燃機，隨後他又將內燃機改進為臥置單缸二衝程汽油發動機，並將它安裝在裝有3個實心橡膠車輪的三輪車上，運行時速達到16 km/h，遠遠超出了當時作為主要陸上交通工具的馬車。這輛汽車擁有火花塞點火、循環水冷卻、鋼板彈簧懸掛、前輪轉向、後輪驅動、制動手把和齒輪齒條轉向器等當時最先進的結構，也具備了現代汽車的很多特性。本茨在1886年1月29日為這輛汽車申報了專利，同年11月專利申請獲得批准。
後來人們將1886年1月29日看做世界汽車的誕生日，1886年被稱為汽車元年。這輛三輪汽車被命名為「奔馳1號」，現在陳列在德國斯圖加特市的奔馳汽車博物館中。
1926年，本茨在德國家中去世，其故居現在是「本茨-戴姆勒基金會」的總部。