Уже 5 января 1843 года Ганс Георг Бенц начал трудиться кочегаром, а спустя полгода стал машинистом паровоза в железнодорожном управлении Карлсруэ. 13 декабря 1843 года молодой человек написал еще одно заявление, в котором, указывая на трудности и опасности работы, объясняет, что при сравнительно больших расходах на одежду, дорогих продуктах питания и нерегулярных поездках от его содержания к концу месяца почти ничего не остается. Поэтому он обращается с просьбой к руководству железной дороги увеличить его оклад на 50 гульденов в год. Прошение Бенца удовлетворили, он получает прибавку, и, кроме этого постоянного оклада, который составил теперь 650 гульденов, ему доплачивают по четыре крейцера за час работы в мастерских. В этом заявлении, написанном с сознанием собственного достоинства, особенно обращает на себя внимание предложение, звучащее как предчувствие: «Один-единственный несчастный случай, который может произойти с паровозом во время поездки и для устранения последствий которого мы должны будем приложить все усилия, не обращая внимания на нашу одежду, сведет на нет все плоды многодневного упорного труда».

Желание создать свой собственный дом, которое любой другой мужчина ставит выше всех прочих рассуждений, скорее всего, водило пером Ганса Георга Бенца, отдающего все свои силы любимому делу. Он познакомился с Жозефиной Вавдн, которая вела хозяйство одной из семей в Карлсруэ. Ее отец был полевым жандармом и в 1812 году вместе с наполеоновской Великой армией отправился в Россию в год рождения дочери Жозефины. Из России отец не вернулся. Девочка росла без отца, поэтому рано познала все тяготы жизни.

Из-за своего евангелического вероисповедания родственники Вайянов вынуждены были иммигрировать из Франции, поэтому подготовка к заключению брака отняла у Ганса Георга и Жозефины немало времени: требовалось соблюсти многочисленные формальности. Свадьба состоялась лишь 16 ноября 1845 года. Молодая пара сняла небольшую квартирку в Мюльбурге, одном из районов Карлсруэ. Но счастье молодоженов было совсем коротким и закончилось уже 21 июля 1846 года. Ганс Георг Бенц стал жертвой своей профессии. Карл Бенц родился 25 ноября 1844 года. О подробностях смерти отца Карл узнал много позже и описал ее со слов матери.

«Если ехать из Карлсруэ в Гейдельберг, то нужно проезжать мимо станции Ильген. Здесь это и случилось. Железнодорожный рабочий не правильно перевел стрелку, и паровоз одного из товарищей моего отца сошел с рельсов. Машинист паровоза и стрелочник позвали отца на помощь. Он не мог отказать им, так как оба опасались высокого штрафа. Мужчинами была проделана большая и очень трудная работа. Напрягая все свои силы, отец помог поставить паровоз на рельсы. Разгоряченный, обливаясь потом, он снова сел в свою машину, будка машиниста там была совершенно открытой. Спустя несколько дней он слег с воспалением легких, смерть быстро настигла его».

Так, уже в раннее детство Карла Бенца вмешалась судьба, удивительным образом схожая с судьбой его матери: она тоже потеряла отца в младенческом возрасте. Уже будучи пожилым человеком, Карл Бенц; с большой любовью и уважением вспоминал о своей матери:

«Лишь герою по плечу было справиться с той тяжелой участью, которая постигла нас после смерти отца, и эта мужественная женщина справилась. Когда закрылись глаза отца, она стала для меня и отцом, и матерью, она всегда была рядом, готова была пожертвовать всем, хотя ей приходилось очень трудно при той маленькой пенсии, которую она получала от государства. Мама отдала все, даже свое скромное состояние, лишь для того, чтобы дать мне хорошее воспитание и образование, она жила только мной, всецело».

Карл ходил в школу в Карлсруэ, а счастливое время каникул проводил в Пфаффенроте. У него с детских лет стала проявляться склонность к технике. Особое предпочтение мальчик отдавал паровозам, что часто вызывало чувство страха у фрау Жозефины, ведь у сына могли быть те же наклонности, которые стали злым роком для отца. Охватившие ее тягостные представления в конце концов навели на мысль, что самым спокойным было бы подготовить сына к профессии чиновника, служащего. Учитывая способности сына, самый подходящий путь для такой карьеры открывался гимназией в Карлсруэ. В списке учеников III класса начальной школы от 1 октября 1853 года можно встретить фамилию Карла Бенца.

Лицей, как тогда называлась гимназия, пользовался исключительной славой, которая осталась еще от любезного духа великого алеманского поэта Иоганна Петера Гебеля. С 1791 по 1814 год он был сначала учителем, а потом директором этой школы. Среди учебных дисциплин преподаванию естественных наук отводилось по тем временам весьма значительное место. Любимыми предметами Карла Бенца были физика и химия. Сохранились его воспоминания об этом времени. Он сообщает, что «как „ассистент“ учителя физики я с охотой и радостью оставался каждую среду после занятий, чтобы подготовить аппаратуру к опытам для урока физики в субботу с 11 до 12».

Много счастливых часов он отдавал и фотографированию камерой-обскурой. Дагерротипия, ставшая известной в 1838 году, доставляла молодому и пытливому уму много радостей, особенно проявление фотографий, которое усиливало интерес мальчика к химии. С трогательной гордостью Карл Бенц сообщает о том, что таким образом он заработал первые в своей жизни деньги. Радость доставлял и ремонт Шварцвальдских часов и не в последнюю очередь благодаря проникновению в таинственный и «удивительный язык, на котором разговаривали цепляющиеся друг за друга зубчатые колесики». Для подобных работ ему была предоставлена маленькая каморка под крышей, которую мать разрешила ему оборудовать: она стала его королевством.

Таким образом, талантливый, увлеченный, целеустремленный сын сумел несколько примирить мать с той болью, которую ей пришлось пережить из-за преждевременной гибели мужа. Она была готова бесконечно жертвовать собой ради него. Но долго не могла смириться с тем, что ее мальчик не станет служащим, как она мечтала. И все же она оказалась понимающей матерью: не стала противиться желанию сына продолжить обучение в политехникуме Карлсруэ.

«Политехническая школа в Карлсруэ» — так раньше назывался технический университет — открыла Карлу Бенцу «врата в новый мир». 30 сентября 1860 года он сдал экзамен на право поступления. Именно в это время машиностроение проходило свой путь развития от эмпирической к научной дисциплине. В Карлсруэ этому развитию во многом способствовала деятельность Фердинанда Редтенбахера. Работая в политехнической школе с 1841 по 1863 год, Редтенбахер сумел гармоничным образом объединить свои способности, исследовательскую деятельность, практику, научное производство и понимание ведущих тенденций развития техники, что оказало огромное влияние на становление инженерного мышления, и, как сказано в сообщении Общества немецких инженеров от 18 апреля 1938 года по поводу 75-летия со дня его смерти, «как никому другому мы должны быть благодарны ему за создание научных основ нашей профессии». Удивительным образом предвидя будущее, Редтенбахер уже в 1852 году сам определил время возникновения наук, которые сейчас связаны с глобальными проблемами, в первую очередь это касается основ атомной физики.

Другие дисциплины в школе преподавали тоже известные учителя. Важным вспомогательным средством преподавания были механические мастерские, где изготавливались модели. Отдельные движущиеся механизмы, созданные благодаря великолепному педагогическому мастерству учителей и незаурядным способностям учеников, представляли собой подлинные шедевры техники и часто появлялись на технических выставках. Некоторые образцы, известные как «Собрание Редтенбахера», используются и по сей день в учебном процессе. Эти занятия особенно привлекали Бенца. Они как бы заложили фундамент для всей его последующей творческой деятельности — долгой и счастливой.

Вспоминая это время, Бенц, как и Редтенбахер, убежденно говорил о необходимости замены паровой машины, пытаясь заглянуть в недалекое будущее. Он цитирует одно из высказываний Редтенбахера от декабря 1856 года: