Sein Vater war Lokomotivführer und starb, als Carl Friedrich zwei Jahre alt war. Benz besuchte das Gymnasium. Mit 17 Jahren ging Benz, dessen Berufswunsch Maschinenbauer war, auf das Polytechnikum seiner Geburtsstadt. Danach absolvierte er noch von 1861 bis 1865 die verschiedensten Ausbildungsstätten für Ingenieure. Er arbeitete anschließend in einer Maschinenfabrik, ging später nach Mannheim, wo er im Sommer 1871 zusammen mit A. Ritter eine mechanische Werkstatt gründete. Mit Gottlieb Daimler war er Bahnbrecher in der Entwicklung neuzeitlicher Kraftwagen. 1878/79 gelang die Konstruktion eines Zweitakt-Gasmotors. Er gründete 1883 die Firma Benz & Co. und die Rheinische Gasmotorenfabrik (ab 1899 AG). 1885 war der erste Benzwagen gebaut. 1885 entwickelte Benz ein dreirädriges Kraftfahrzeug mit Viertakt-Verbrennungsmotor und elektrischer Zündung. Am 29.1.1886 erhielt er das Reichspatent für seinen Gaserzeuger und über wichtige Details der Bremsvorrichtung. Im Jahre 1889 stellten Daimler und Benz ihre Autos in Paris zur Weltausstellung aus. 1903 schied Benz aus dem Vorstand der Firma Benz aus. 1904 übernahm er einen Sitz in ihrem Aufsichtsrat. 1926 fusionierten Daimler und Benz zur "Daimler-Benz AG".