Benz besuchte als Sohn eines Reichsbahn-Ingenieurs die humanistischen Gymnasien in Friedrichshafen, Ravensburg und Stuttgart. In Tübingen, Rom und Berlin studierte er klassische Philologie und Archäologie und nach Abschluss dieser Fächer zudem Theologie und erwarb sowohl den philosophischen als auch den theologischen Doktorgrad. 1932 habilitierte sich Benz in Halle für das Fach Kirchen- und Dogmengeschichte und ging 1934/35 als Dozent an die Lutherakademie Dorpat. Die Universität Marburg berief ihn 1935 zum außerordentlichen und schließlich 1937 zum ordentlichen Professor, wo er bis 1973 lehrte.

Das umfangreiche Werk von Benz umfasst ein ungewöhnlich weites Spektrum an Fragestellungen, die weit über die traditionelle Kirchengeschichtsschreibung hinausgehen. Benz setzte sich intensiv mit der Mystik, aber auch mit asiatischen Religionen auseinander und beschäftigte sich mit russischer Sprache und Literatur. Für die Sache Swedenborgs im deutschen Sprachraum hat er viel getan. Neben seiner erstmals 1948 veröffentlichten Swedenborg-Monographie sind zu nennen »Swedenborg in Deutschland: F. C. Oetingers und Immanuel Kants Auseinandersetzung mit der Person und Lehre Emanuel Swedenborgs. Nach neuen Quellen bearbeitet«, Frankfurt a. M. 1947 und »Vision und Offenbarung«, Zürich 1979. Über lange Jahre wirkte er als Mitherausgeber der »Zeitschrift für Religions- und Geistesgeschichte«. Seine vielseitigen Forschungen wurden durch die Verleihung mehrerer Ehrendoktorate gewürdigt. Der Titel der Gedenkschrift für Benz aus dem Jahr 1981 »Religionen, Geschichte, Oekumene« umfasst markant die Arbeitsbereiche und Interessen dieses herausragenden Kirchenhistorikers.