Готлиб Даймлер е роден в Шорндорф на 17 март 1834 г. Освен че учел в гимназията в Шорндорф, той посещавал всяка неделя и курсове по чертане. През 1848 г. Готлиб Даймлер започнал работа като чирак на оръжейник в Шорндорф, вероятно при майстор-оръжейника Вилке. Той свършил чиракуването си през 1852 г., като представил, според изискванията, изработен от него двуцевен пистолет. След престой във Франция, където Даймлер натрупал известен опит в машиностроенето, той се следвал в Политехниката в Щутгарт от 1857 до 1859 г. След като работил като инженер на различни места във Франция и Англия, той постъпил като чертожник в Гайслинген през 1862 г. През 1863 г. той станал началник цех във фабриката към дома за сираци в Бридерхаус и училището в Ройтлинген. Тук през 1865 г. той се срещнал с Вилхелм Майбах.

На 9 ноември 1867 г. той се оженил за Ема Курц от Маулброн. През 1869 г. той напуснал Ройтлинген, за да поеме поста началник на цех в Maschinenbau-Gesellschaft Karlsruhe. Три години по-късно той преминал към фирмата Otto und Langen като технически директор на Gasmotorenfabrik Deutz, където се запознал с принципа на действие на четиритактовия двигател на Ото. Поради различия, възникнали между него и ръководството, към средата на 1882 г. той напуснал фабриката Gasmotoren.