Третий ребёнок Бенджамина и Анны Марии (МакМартии). Его отец был сыном британского судового хирурга Ричарда Тилгмена (Richard Tilghman). Тилгмен учился в Бристольском колледже, а позже в Университете Пенсильвании, где получил высшее образование в 1839 году.
В течение Гражданской войны Бенджамин Чу Тилгмен служил на стороне Союза, сначала как командующий 29-ой Пехотой Добровольцев от штата Пенсильвания в чине полковника, затем как командующий 3-й Армией Соединённых Штатов. 13 апреля 1865 года ему был присвоен внеочередной чин бригадного генерала.
Приблизительно в 1870 году он изобрёл процесс пескоструйной очистки и получил патент в США. По преданию, в бытность Тилгмена генералом, он наблюдал в пустыне эффект бьющего по оконному стеклу песка под воздействием ветра. Песок гравировал незащищённое стекло, что контрастировало с частями, которые были прикрыты ставнями.
В 1870 году Тилгмен получил патент в Великобритании. Позже, совместно с братом он организовал компанию в Филадельфии. Приблизительно в 1879 году, Бенджамин переехал в Лондон, где организовал новую компанию, Tilghman’s Patent Sand Blast Co. Эта компания использовала один из его патентованных методов для заточки рашпилей и напильников. Затем он переехал из Лондона в Шеффилд — центр сталелитейного производства в Англии, а позже переместился в Altrincham (Северо-Запад Англии) в Чешире.
Последняя основанная Бенджамином Чу Тилгменом компания Wheelabrator Tilghman процветает и по сей день.
Похоронен на кладбище Церкви St. James-the-Less Episcopal Church в Филадельфии.