После окончания в 1864 году факультета технической механики университета Карлсруэ 19-летний Карл Бенц работал инженером-проектировщиком на различных предприятиях Германии и Австрии и в 1871 году вместе с приятелем основал литейное производство. Оно оказалось убыточным и невеста Бенца за деньги, выделенные на ее приданое, выкупила долю компаньона Бенца.
Предприятие и дальше не приносило дохода и в 1878 году Карл Бенц сосредоточил все усилия на создании двухтактного двигателя внутреннего сгорания, работу над которым завершил 31 декабря того же года. Он был запатентован в 1879-в, после чего были созданы акселератор, система зажигания от батареи, свеча зажигания, карбюратор, система сцепления, водяной радиатор для системы охлаждения. Не сумев рассчитаться с банком за взятый кредит, Карл и Берта были вынуждены взять в компаньойни своих приятелей братьев Бюхлерів, один из которых был фотографом, а другой — торговал сыром, и в 1882 году зарегистрировать новую компанию «Gasmotoren Fabrik Mannheim».
Не доволен скромной должностью исполнительного директора и только 5% в капитале компании, Бенц покинул ее через год и вместе с другими своими знакомыми — коммерсантом Максом Розе и техником Фридрихом Есслінгером — основал компанию «Benz & Company Rheinische Gasmotoren-Fabrik», известную также как «Benz & Cie», которая занялась продажей двигателей внутреннего сгорания на сжиженном газе.
Первым, кто создал «подвижную каретку, который приводится в действие водяным паром, образующейся огнем», был французский военный инженер Николя Куньо. Испытания, как считается, первого в мире самоходного транспортного средства, прошли в Париже 22 апреля 1770 года, однако несмотря на их относительную успешность дальнейшие работы, которые велись для нужд армии, были прекращены
Дело оказалось довольно прибыльным и в свободное время Бенц занимался воплощением своей давней мечты — созданием безлошадного экипажа. Взяв за основу трехколесный велосипед, он оборудовал его одноцилиндровым четырехтактным бензиновым двигателем мощностью 0,9 лошадиных силы собственной конструкции с цепной передачей. Патент на свой «Motorwagen» Карл Бенц получил 29 января 1886 года и в начале лета провел первые испытания на дорогах общего пользования.
Реплика "Motorwagen" 1885 года «Motorwagen» 1885 года
После ряда усовершенствований в 1887 году был создан «Motorwagen-3» с деревянными колесами, показан на Всемирной выставке в Париже. Их продажа была начата в следующем году, благодаря чему «Motorwagen-3» считается первым коммерчески доступным автомобилем в истории. После того, как Берта Бенц 5 августа 1888 года совершила рекордное для того времени поездку на расстояние в 106 километров, «Motorwagen-3» потерпел еще ряда усовершенствований, и в 1889 году на Торговой ярмарке в Париже Карл Бенц сумел продать 23 автомобиля.
К концу XIX века компания «Benz & Cie» стала крупнейшим автопроизводителем в мире и в 1899 году продала рекордных 572 автомобили. Карлу Бенцу принадлежит также первенство в создании двухместного автомобиля (модель «Виктория», 1893 год), первого грузового автомобиля (1895 год), первого горизонтально-оппозитного двигателя (1896).
В 1903 году, после того как руководство компании вопреки желанию Бенца привлек к созданию новой модели авто французских инженеров, он отказался от участия в любых проектах, оставаясь директором компании до ее слияния с Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG) в 1926 году.