Nur durch einen Zusammenschluss konnten die Automobilfirmen Benz und Daimler langfristig überleben.
Seine Erfolge, die er mit dem Verkauf der Modelle Velo und Phaeton hatte, ermutigten den Automobilhersteller Carl Friedrich Benz, die Produktion ab 1894 zu steigern. Waren zu diesem Zeitpunkt noch 67 Motorwagen entstanden, so betrug der Ausstoß im Jahr 1900 schon 603 Fahrzeuge. Neue Gebäude mussten errichtet und mehr Arbeitskräfte eingestellt werden. 1899 wurde das Unternehmen in eine Aktiengesellschaft umgewandelt und hieß von nun an Benz & Cie., Rheinische Gasmotorenwerke AG.
Bald bekam Benz jedoch die Konkurrenz der Daimler Motoren-Gesellschaft zu spüren. Wilhelm Maybachs Fahrzeuge setzten völlig neue Konstruktions-Maßstäbe. Bei Benz gingen die Umsätze rapide zurück. 1902 war die jährliche Produktion auf 176 Wagen gesunken. Der ab 1903 gebaute und als 16/20 PS bezeichnete Benz Parzival wurde ein recht erfolgreiches Fahrzeug und sorgte wieder für steigende Umsätze. Der Kunde konnte den Wagen wahlweise mit Kardan- oder Kettenantrieb erhalten.
Die Weltrekorde von Victor Hémery wurden etwa zehn Jahre lang nicht überboten
1905 kam der Ingenieur Hans Nibel zu Benz. Zahlreiche Neuentwicklungen trugen seine Handschrift. So war er beispielsweise an der Entwicklung des „Blitzen-Benz“ beteiligt. Dieser Wagen tauchte zum ersten Mal während des Weltrekord-Auto-Meetings im Oktober 1909 in Brüssel auf. Pilot Victor Hémery brachte den Wagen auf eine damals sensationelle Geschwindigkeit von 190 Stundenkilometern.
Noch im gleichen Jahr errang Hémery mit diesem Fahrzeug in Amerika eine Reihe von Weltrekorden (250 Stundenkilometer), die etwa zehn Jahre lang nicht überboten werden konnten. Bei Benz erkannte man bald, das die Beteiligung am Motorsport Einfluss auf den Umsatz hatte. Jeder Rennsieg wurde in der Werbung groß herausgestellt.
Nach dem Ausbruch des 1. Weltkrieges wurde die Autoproduktion eingeschränkt
Um 1910 setzte eine Trendwende im Automobilgeschäft ein. Es wurden kleinere und wirtschaftlichere Modelle gebaut. Der „kleine Benz“, dessen erste Exemplare noch 1911 das Werk verließen, entwickelte sich zum Erfolgsmodell. Seit längerer Zeit stellte die Firma auch Flugzeugmotoren her. Zu deren Gunsten wurde nach Ausbruch des 1. Weltkrieges die Personenwagenproduktion stark eingeschränkt.
Nach Ende des Krieges verschlechterte sich die wirtschaftliche Situation auf dem Automobilmarkt und machte eine Fusion mit der Daimler Motoren-Gesellschaft in Stuttgart notwendig. Am 29. Juni 1926 schlossen sich die beiden Automobilfirmen zur Daimler Benz AG zusammen. Die Fahrzeuge, die sie produzierten, hießen von nun an Mercedes-Benz. Bis zu seinem Tod, am 4. April 1929, gehörte Carl Benz dem Aufsichtsrat an. Nur acht Monate später starb auch der Motoren- und Automobil-Konstrukteur Wilhelm Maybach, Partner und Mitarbeiter von Gottlieb Daimler.