Dahl era hijo del inspector de aduanas y consejero de cámara Arendt Michaelsen Dahl y de Anna Cathrine Elisabeth Michelsdatter-Lund.
Sus primeros estudios de pintura los hizo en Langeland.
En 1835 ingresó en la Real Academia de Bellas Artes de Dinamarca donde se especializó en marinas bajo la tutela del pintor Christoffer Wilhelm Eckersberg del que, con el tiempo, se convirtió en amigo personal y se ayudaron mutuamente en sus trabajos.
Realizó viajes a Noruega, Francia, Inglaterra e Italia, entre muchos otros.
En 1844 contrajo matrimonio con Pauline Birgitte Weber, con la que tuvieron una hija.