Diehl trat im Herbst 1832 als Zögling in das Kadettenkorps ein und wurde am 11. August 1840 als Junker in das 1. Infanterie-Regiment „König“ der Bayerischen Armee übernommen. Er avancierte Ende April 1841 zum Unterleutnant und stieg bis Ende Juni 1854 zum Hauptmann II. Klasse im Regiment auf. Von November 1858 bis April 1859 war Diehl als Lehrer der Taktik an die Kriegsschule kommandiert, rückte Mitte Mai 1859 zum Hauptmann I. Klasse auf und wurde Ende des Monats in den Generalmeisterstab versetzt. Während der Mobilmachung anlässlich des Sardinischen Krieges war er als Generalstabsoffizier bei der 1. Infanterie-Division. Nach der Demobilisierung wurde er zum Generalstab des Generalkommandos München versetzt und nahm ab Oktober 1859 seine Lehrtätigkeit an der Kriegsschule wieder auf. Als Major war Diehl kurzzeitig interimistischer Vorstand der Kriegsschule, rückte Mitte September 1862 zur Zentralstelle des Generalmeisterstabes ein und wurde am 1. Januar 1866 zum Generalstabschef beim Generalkommando München ernannt.