Geboren am 1. September 1838 in Weimar als Sohn des berühmten Malers und Radierers gleichen Namens, nahm er ab 1851 Unterricht bei seinem Vater. Im Alter von 17 Jahren begleitete er diesen 1855 zu einer ersten gemeinsamen Studienreise nach Norddeutschland, zwischen 1859 und 1862 reisten sie gemeinsam nach Rom. Von dort aus unternahm er zahlreiche Ausflüge entlang der italienischen Küste und bis nach Sizilien. Nur zwei Jahre nach seiner Rückkehr nach Deutschland, begab Preller sich von 1864 bis 1866 erneut nach Italien. Erst danach ließ er sich in Dresden nieder und richtete sich ein eigenes Atelier ein. 1879 entstanden zwölf Zeichnungen zur Illias, die unter dem Einfluß der landschaftlichen Eindrücke seiner Italienreisen standen. Im Jahr 1880 wurde Preller zum Professor an der Dresdner Akademie berufen. Erneut begab er sich zu Studienreisen nach Italien, 1887 bereiste er Rügen. Erst 1891 brach er zu einer Reise nach Griechenland auf, dem Entstehungsort der von ihm hoch geschätzten klassischen Epen von Homer. Bis zu seinem Lebensende arbeitete er in Dresden und verstarb am 21. Oktober 1901 in Blasewitz bei Dresden.