Максим Михайлов начинал заниматься волейболом с 8 лет в п. Кузьмоловском Ленинградской обл. у тренера Валерия Емельяновича Беспрозванных. Затем продолжил занятия в спортшколе олимпийского резерва «Экран» в Санкт-Петербурге у заслуженного тренера России Елены Константиновны Николаевой. В 15 лет переехал в Ярославль.
В составе молодежной сборной России становился чемпионом Мира и Европы.
14 июня 2008 года в г. Сувоне Республики Корея Максим Михайлов провёл первый матч за национальную команду России. В этом же году стал бронзовым призером ХХIХ Олимпийских игр, проходившим в Пекине в КНР.
Прочно став основным диагональным сборной России, Максим Михайлов завоёвывал индивидуальные призы на многих официальных соревнованиях. В 2011 году выиграл золото Мировой лиги и Кубка мира и был признан самым ценным игроком обоих турниров. В 2013, 2017 гг. становился чемпионом Европы. В 2018 стал победителем Лиги нации. Максим многократный чемпион России.
Мужская сборная России по волейболу в 2012 г. на ХХХ Олимпийских играх в Лондоне завоевала золотые медали. Максим Михайлов стал Олимпийским чемпионом.
За большой вклад в развитие физической культуры и спорта, высокие спортивные достижения Максим Михайлов награжден Орденом Дружбы.