Максимилиан Волошин родился 16 мая 1877 года в Киеве .Отец — Кириенко-Волошин, Александр Максимович, юрист, коллежский советник.
Мать — Елена Оттобальдовна Глазер, немка.
Дед — Оттобальд Андреевич Глазер, инженер-полковник.
Раннее детство прошло в Таганроге, Севастополе, Москве. Учился в гимназии Л. И. Поливанова, затем в 1-й Московской гимназии.
В 1893 году переехал с матерью в Крым. Окончил Феодосийскую гимназию. Вспоминал о гимназическом периоде своей жизни:
Когда отзывы о моих московских успехах были моей матерью представлены в феодосийскую гимназию, то директор, гуманный и престарелый Василий Ксенофонтович Виноградов, развёл руками и сказал: «Сударыня, мы, конечно, вашего сына примем, но должен вас предупредить, что идиотов мы исправить не можем».
С 1897 года по 1899 год учился на юридическом факультете Московского университета, В 1899 году был отчислен «за участие в беспорядках» с правом восстановления, продолжать обучение не стал, занялся самообразованием.
В 1900-х годах много путешествовал по Европе. Слушал лекции в Сорбонне. В Париже. Брал уроки рисования и гравюры у художницы Е. С. Кругликовой.
В 1903 году, вернувшись в Москву, вошёл в круг символистов. Начал активно публиковаться. С этого времени жил попеременно то на родине, то в Париже.
С 1904 года из Парижа регулярно посылал корреспонденции для газеты «Русь» и журнала «Весы», писал о России для французской прессы.
23 марта 1905 года в Париже стал масоном, получив посвящение в масонской ложе «Труд и истинные верные друзья» № 137. В апреле того же года перешёл в ложу «Гора Синайская» № 6.
В апреле 1906 года Волошин женился на Маргарите Васильевне Сабашниковой, художнице, поселился с ней в Петербурге. Их сложные отношения отразились во многих произведениях Волошина. Брачный союз продлился всего лишь год — уже в 1907-м они расстались, но после разрыва сохранили дружеские отношения на всю жизнь.
В 1907 году Волошин начал жить в Коктебеле, где его мать приобрела участок земли и начала строительство дачи.
С 1910 года начал писать цикл «Киммерийские сумерки». С 1910 года работал над монографическими статьями о К. Ф. Богаевском, А. С. Голубкиной, М. С. Сарьяне, выступал в защиту художественных групп «Бубновый валет» и «Ослиный хвост», хотя сам стоял вне литературных и художественных групп.
22 ноября 1909 года между М. Волошиным и Н. Гумилёвым состоялась на Чёрной речке дуэль, причиной которой стал любовный треугольник Волошин — Е. Дмитриева — Гумилев. Инициатором поединка был Гумилев, которому Волошин дал пощечину за неприличное высказывание о поэтессе Елизавете Дмитриевой. Секундантом Гумилева был Евгений Зноско-Боровский, секундантом Волошина — граф Алексей Толстой. Дуэль окончилась без жертв: Гумилев промахнулся или специально выстрелил мимо, а пистолет Волошина дважды дал осечку. С Е. И. Дмитриевой Волошин состоял в близких дружеских отношениях и даже сочинил весьма успешную литературную мистификацию — Черубину де Габриак. Её же он просил о ходатайстве для вступления в антропософское общество, их переписка длилась всю жизнь, до смерти Дмитриевой в 1928 году.
В 1910 году в Москве вышел первый сборник «Стихотворения. 1900—1910».
В дальнейшем стал заметной фигурой в литературном процессе: влиятельным критиком и сложившимся поэтом с репутацией «строгого парнасца».
В 1914 году вышла книга избранных статей о культуре «Лики творчества»; в 1915 году — книга страстных стихотворений об ужасе войны «Anno mundi ardentis 1915», «В год пылающего мира 1915». В это время он всё больше внимания уделял занятиям живописью, писал акварельные пейзажи Крыма, выставлял свои работы на выставках «Мира искусства».
13 февраля 1913 года в Политехническом музее Волошин прочитал публичную лекцию «О художественной ценности пострадавшей картины Репина», в которой им была высказана мысль, что в самой картине «таятся саморазрушительные силы», что именно её содержание и художественная форма вызвали агрессию против неё.
Летом 1914 года, увлечённый идеями антропософии, Волошин приехал в Дорнах, Швейцария, где вместе с единомышленниками более чем из семидесяти стран, в том числе с Андреем Белым, Асей Тургеневой, Маргаритой Волошиной и др., приступил к постройке первого Гётеанума — культурного центра антропософского общества, основанного Р. Штейнером, первый Гётеанум сгорел в ночь с 31 декабря 1922 года на 1 января 1923 года.
В 1914 году Волошин написал письмо военному министру России Сухомлинову с отказом от военной службы и участия «в кровавой бойне» Первой мировой войны.
В январе 1915 года уехал в Париж, где вышел его сборник «Anno mundi ardentis 1915», изобразивший «ужас разъярившихся времён». Весной 1916 года вернулся в Россию, в начале 1917 года представил свои картины на выставке «Мир искусства», выдвинул проект Всероссийского союза художников. В Крыму с апреля 1917 года.
После революции жил в Коктебеле — в доме, построенном в 1903—1913 годах его матерью. Здесь он создал множество акварелей, сложившихся в его «Коктебельскую сюиту». М. Волошин часто подписывает свои акварели: «Твой влажный свет и матовые тени дают камням оттенок бирюзы»; «Тонко вырезаны дали, смыты светом облака»; «В шафранных сумерках лиловые холмы». Эти надписи дают некоторое представление об акварелях художника — поэтических, прекрасно передающих не столько реальный пейзаж, сколько настроение, им навеваемое, бесконечное неутомительное разнообразие линий холмистой «страны Киммерии», их мягкие, приглушенные краски, линию морского горизонта — какой-то колдовской, всеорганизующий прочерк, облака, истаивающие в пепельном лунном небе. Что позволяет отнести эти гармоничные пейзажи к Киммерийской школе живописи.
В годы революций и Гражданской войны поэт принципиально занял позицию «над схваткой», пытался умерить вражду, спасая в своём доме преследуемых: сперва красных от белых, затем, после перемены власти, — белых от красных. Письмо, направленное М. Волошиным в защиту арестованного белыми О. Э. Мандельштама, весьма вероятно, спасло того от расстрела.
В 1924 году с одобрения Наркомпроса Волошин превратил свой дом в Коктебеле в бесплатный Дом творчества, впоследствии — Дом творчества Литфонда СССР.
9 марта 1927 года был зарегистрирован брак Максимилиана Волошина с Марией Степановной Заболоцкой, которая, став женой поэта, разделила с ним трудные годы и была его опорой. После смерти поэта она сумела сохранить его творческое наследие и сам дом поэта.
В начале 1932 году завещал свою дачу Союзу писателей.
Скончался после второго инсульта 11 августа 1932 года в Коктебеле и был похоронен на горе Кучук-Янышар близ Коктебеля. В похоронах участвовали Н. Чуковский, Г. Шторм, Г. Артоболевский, А. Габричевский.
Посмертная маска М. А. Волошина была изготовлена известным скульптором Сергеем Дмитриевичем Меркуровым, в своё время создавшим посмертные маски Льва Толстого, Владимира Маяковского, В. И. Ленина и Михаила Булгакова.