Am 17. März 1834 wird Gottlieb Daimler (eigtl. Gottlieb Däumler) als Sohn des Bäckermeisters Johannes Däumler und der Ehefrau Frederika (geb. Fensterer) in Schorndorf (Württemberg) geboren.

Im Gegensatz zu seinem späteren Partner, Carl Friedrich Benz, riet Johannes Däumler seinem Sohn ab, die Beamtenlaufbahn einzuschlagen. So beginnt Gottlieb Daimler nach der Realschule im Jahre 1848 eine Lehre als Büchsenmacher und besteht 1852 seine Gesellenprüfung. Anschliessend setzt er seine Ausbildung an der königlichen Landesgewerbeschule fort.

1857 beginnt er sein Maschinenbaustudium an der Polytechnischen Schule in Stuttgart und unternimmt bis 1862 Studienreisen nach Manchester, Leeds, Coventry und Paris. Nach dem Studium ist er als Konstrukteur in einer Metallwarenfabrik in Straub in Geislingen (Württemberg) tätig.
In der Maschinenfabrik eines Waisenheims in Reutlingen wird ihm 1865 die Leitung übertragen. Hier lernt er Wilhelm Maybach kennen, der auch dort arbeitete. Es entstand eine lebenslange Freundschaft und Zusammenarbeit.

Im Jahre 1867 heiratet Gottlieb Daimler Emma Kurz und hat in dieser Ehe fünf Kinder. Sie ist die Tochter eines Apothekers und zieht mit ihm 1869 nach Karlsruhe, wo Daimler den Vorstand sämtlicher Werkstätten der Karlsruher Maschinenbaugesellschaft übernimmt. Wenig später holt er sich Maybach als technischen Zeichner ins Boot.

Daimler wird vom Leiter der Gasmotorenfabrik Deutz, Nicolaus August Otto, die Leitung übertragen und bringt mit Maybach den von Otto konstruierten Otto-Motor zur Serienreife. Doch es gibt Differenzen zwische Daimler und Otto und so verlässt Daimler, gefolgt von Maybach, die Firma Deutz mit einer Abfindung in Form eines mit 112.000 Reichsmark notierten Aktienpaketes, welches im folgenden Jahr bereits eine Dividende von 96 Prozent abwirft. Er gründet mit diesem Geld 1882 in Cannstadt eine Versuchswerkstatt, wo er die Entwicklung von Motoren plant, die mit Benzin statt mit Gas betrieben werden können.

Zusammen mit Maybach erhält Daimler 1883 das Patent für einen kleinen und leichten Einzylinder-Zweitaktmotor mit Glührohrzündung. Eine Innovation, denn der Motor funktionierte mit Benzin und Benzin wurde bis dato nur in der Gummiindustrie und als Fleckenmittel eingesetzt.
Sechs Jahre später stellt er zusammen mit Maybach den ‚Reitwagen’ vor: Eine Art Motorrad mit einem 0,5-PS-Motor und erhält auch hierauf das Patent. Sein Sohn Paul Daimler (1869-1945) übernimmt die ersten Probefahrten.

Im Jahre 1889 stirbt seine Ehefrau und ein Jahr später geht es auch wirtschaftlich bergab: Daimlers Firma kann nicht genug Fahrzeuge absetzen und gründet zur Sanierung die Daimler-Motoren-Gesellschaft und hält ein Drittel der Aktien. Drei Jahre später, 1893, verlässt Daimler mit Maybach die Gesellschaft, da die Differenzen zu Anteilseigner zu gross sind.

Zur gleichen Zeit konstruiert er mit Maybach einen Zweizylinder-Reihenmotor und heiratet erneut. Diesmal Lina Schwend, mit ihr hat er zwei Kinder. Am 6. März 1900 stirbt Gottlieb Daimler in Stuttgart-Cannstadt.