Родился 19 марта 1988 г. в пос. Кузьмоловский (Ленинградская область).
В 2010 г. окончил факультет физической культуры Ярославского государственного педагогического университета им. К. Д. Ушинского.
Максим Михайлов начал заниматься волейболом в восемь лет в секции родного поселка. Его первым тренером был Валерий Беспрозванных. Продолжил занятия в школе олимпийского резерва "Экран" (Санкт-Петербург).
В 2004-2005 гг. выступал в высшей лиге "Б" чемпионата России за ярославскую команду "Строитель".
В 2005-2010 гг. играл за ярославский клуб "Ярославич" (до 2007 г. носил название "Нефтяник").
С 2010 г. представляет волейбольный клуб "Зенит-Казань". В его составе семь раз становился чемпионом России (2011, 2012, 2014-2018), пять раз - победителем волейбольной Лиги чемпионов (2012, 2015-2018). Обладатель золота клубного чемпионата мира (2017).
С 2008 г. Максим Михайлов выступает за сборную России. В том же году в ее составе стал бронзовым призером волейбольного турнира в рамках XXIX летних Олимпийских игр в Пекине (Китай). В 2012 г. вместе со сборной России завоевал золото волейбольного турнира в рамках XXX летней Олимпиады в Лондоне.
Максим Михайлов также является двукратным чемпионом Европы (2013 - Копенгаген; 2017 - Краков, Польша) и победителем Мировой лиги (2011, 2013).
23 июля 2021 г. Максим Михайлов и фехтовальщица Софья Великая станут знаменосцами команды Олимпийского комитета России на открытии XXXII летней Олимпиады в Токио (Япония).
7 августа 2021 г. вместе со сборной России завоевал серебро волейбольного турнира на Играх в Токио.
Заслуженный мастер спорта РФ (2008).
Награжден орденом Дружбы (2012), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" I степени (2021).
Лауреат премии Федерации спортивных журналистов России "Серебряная лань" (2011).
Почетный гражданин пос. Кузьмоловский (2008).
Женат. Супруга - Анастасия. Сын - Никита (род. 2015).