ダイムラーは1857年から1859年までシュツットガルト工業学校で学んだ後、フランスとイギリスでエンジニアとしてさまざまな経験を積みました。他方、内燃機関の発明者として知られるニコラウス・オットーは、1862年にケルンで世界初の内燃機関製造会社「N.A. Otto Cie.」(現在のドイツAG)を立ち上げました。ダイムラーは協力者のマイバッハとともに1872年にオットーの会社に入社し、以来同社で指導的な役割を果たしました。そして1976年に4工程(吸収・爆発・圧縮・排気)を1サイクルとする4ストローク機関を開発しました。
1882年にオットーの会社を辞めたダイムラーは、4ストロークエンジンの原理を走行機械の動力に応用しようと考え、極秘プロジェクトを開始しました。まず彼はカンシュタットのタウベンハイマーシュトラーセに75000マルクの大金で広大な屋敷を購入しました。屋敷の庭にあった温室をレンガ造りの実験室に改造し、車が通れるように庭園の道幅を広げました。
オットーの4ストロークエンジンは点火機構が複雑なために高い回転数が得られませんでした。ダイムラーは実験を重ね、熱管点火方式を採用したエンジンの特許を取りました。
1883年末、最初の実験エンジンが完成しました。このエンジンは赤熱管点火と溝カムで制御された排気弁によって回転数600rpmを達成し、それまでのエンジンの回転数120~180rpmの限界を大きく越えました。
1884年に作られた実験エンジンはその外観から「置き時計」と呼ばれました。回転数は600rpm、出力は約1馬力でした。このエンジンを最初に搭載したのは木製フレームの二輪車で、ドライバーの座席の下に縦に置かれました。それは世界最初のオートバイでした。ダイムラーはこの「ガスまたは石油動力機関を取り付けた乗り物」で、1885年に特許を取得しました。
さらに1886年春、ダイムラーはシュツットガルトのW.ウィンフ&ゾーン社に1台の箱型馬車を注文しました。表向きはダイムラー夫人の誕生日のプレゼントということになっていました。馬車はハンブルクで製造され、シュツットガルトで組み立てられて、8月28日深夜密かにダイムラーの屋敷に運び込まれました。馬車は二列座席のオープンカーで、エンジンなどの装置を取り付けるためにフレームに多少の変更を加えました。
エンジンは二輪車に搭載された「置き時計」をさらに改良したもので、出力は1.1馬力、回転数650rpm、最高時速18kmでした。動力の伝達はベルトで行われました。それはまさに「エンジン付き馬車」と呼ぶべきものでした。こうして世界初の4輪自動車が誕生したのです。