卡尔·奔驰于1844年11月25日在德国卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）出生。1846年，卡尔·奔驰的父亲去世。虽然家境清寒，少年卡尔·奔驰在母亲的支持下开始学习机械工程，并凭借自身努力迅速成为设计师兼车间领班。

1871年，卡尔·奔驰与奥古斯特·里特（August Ritter）联手在德国曼海姆（Mannheim）创办了他的第一家公司“卡尔·奔驰和奥古斯特·里特工场（Carl Benz and August Ritter, Engineering Workshop）”。1878年起，卡尔·奔驰着力研制燃气驱动式二冲程发动机，以实现自己 “无马之车”的设想。经过漫长而艰苦的实验，他在1879年新年前夕第一次让发动机运转起来。1882年10月，卡尔·奔驰以股份制公司形式创立了曼海姆燃气发动厂（Mannheim Gas Engine Factory），持股5%；在固定式燃气发动机业务之外，卡尔·奔驰更加关注技术领域的创新。

1883年1月，卡尔·奔驰离开该公司，与马克斯·罗斯（Max Rose）及弗里德里希·威廉·埃斯林格（Friedrich Wilhelm Esslinger）在曼海姆联合创立了奔驰公司莱茵燃气发动机厂（Benz & Cie. Rheinische Gasmotoren-Fabrik Mannheim），并将二冲程“奔驰系统（System Benz）”发动机投放市场。

1890年5月，朱利叶斯·甘斯（Julius Ganss）和弗里德里希·冯·费舍尔（Friedrich von Fischer）取代罗斯和埃斯林格，成为新合伙人。尽管固定式发动机与汽车发动机的商业模式取得了成功，但卡尔·奔驰期待专注于汽车制造。

1906年，卡尔·奔驰在拉登堡（Ladenburg）创办卡尔·奔驰父子公司（Carl Benz Söhne）。1912年，卡尔·奔驰辞去董事总经理一职，并将全部管理权移交给他的儿子们。

卡尔·奔驰成功将自己的想法变为现实，并见证了机动车出行的兴起。在生命的最后几年（1926年至1929年），作为当时新创立的戴姆勒-奔驰股份公司（Daimler-Benz AG）的董事会成员，卡尔·奔驰依然积极参与公司的活动。1929年4月4日，这位汽车界先驱在拉登堡的家中去世。