Diefenbach besuchte das Gymnasium in Donaueschingen und die Polytechnische Schule Stuttgart. Weiter absolvierte er eine dreijährige praktische Tätigkeit in Werkstätten und besuchte die Polytechnische Schule Karlsruhe. 1858 und 1859 arbeitete er als Maschineningenieur im Rheinland und von 1859 bis 1863 in Großbritannien. Ab 1863 war er als württembergischer Beamter Mitglied der Königlichen Zentralstelle für Gewerbe und Handel und der Königlichen Kommission der gewerblichen Fortbildungsschulen im Königreich Württemberg, er trug den Titel "Regierungsrat". Als württembergischer Kommissär war er an der Weltausstellung Paris 1867 und als Reichskommissär an der Weltausstellung Wien 1873 und der Weltausstellung Philadelphia 1876 beteiligt.