Член АН СССР (30.11.1946).
Сын военного врача — поляка, выходца из крестьянской семьи, впоследствии доктора медицины, учёного. Учился в гимназиях в Череповце и Омске. Затем учился на историко-филологическом факультете Санкт-Петербургского университета (исключён); окончил Мюнхенский университет. В 1903 вступил в РСДРП, меньшевик. В период революции 1905—1907 годов член Саратовского Совета рабочих депутатов.
В начале января 1906 г. арестован и отправлен в тобольскую ссылку. В 1908 г. эмигрировал в Германию, а в 1912 г. переехал в Англию.
Вернулся в Россию в мае 1917. Работал членом коллегии министерства труда Временного правительства. Летом 1918 г. был министром труда в Самарском правительстве КОМУЧа. За работу в эсеровском правительстве КОМУЧа был выведен из меньшевистского ЦК и исключён из РСДРП.
Формально назначенный министром труда в колчаковском правительстве, фактически Майский провёл период Гражданской войны в научной экспедиции в Монголии.
В феврале 1921 г. Сиббюро ЦК принят в РКП(б). Был назначен председателем только что образованного Сибирского госплана.
C 1922 — на дипломатической работе. Был заведующим отделом печати Народного комиссариата иностранных дел (НКИД). Первый редактор журнала «Звезда». В 1922 году выступал свидетелем обвинения на процессе эсеров.
К. И. Чуковский записал в дневнике 10 января 1925 г. о Майском: «Он бывший меньшевик и, как всякий бывший меньшевик, страшно хлопочет перебольшевичить большевиков». «Хорошо знает английский язык. Имеет кое-какие связи в Англии по старой своей меньшевистской деятельности. Он там жил в свое время. Эта связь является его плюсом и в то же время его минусом» — из характеристики, данной ЦК в 1926 году Майскому. В 1929—1932 годах — полпред в Финляндии.
21 января 1932 подписал советско-финский договор о ненападении.
В 1932—1943 чрезвычайный и полномочный посол в Великобритании. 30 июля 1941 года подписал Соглашение о восстановлении дипломатических отношений между СССР и правительством Польской Республики в изгнании (более известно как договор (соглашение) «Майского-Сикорского» или «Сикорского-Майского»).
Во время визита в Москву в 1942 году Уинстон Черчилль в разговоре со Сталиным отметил Майского как хорошего дипломата, на что Сталин согласился, но добавил, что «он слишком болтлив и не умеет держать язык за зубами». Британские историки отмечают, что Майский вёл себя в Лондоне весьма развязно, и что этим он отнюдь не обеспечивал интересы СССР.
В 1943—1946 заместитель наркома иностранных дел СССР — Молотова В. М., участвовал в Ялтинской конференции.
Был председателем Международной репарационной комиссии.
В феврале 1953 г. арестован и обвинен по ст. 58 УК РСФСР. Впоследствии сам Майский рассказывал об этом В. М. Бережкову(эта книга содержит много недостоверных рассказов, кроме того очень странно, что Майский не был освобожден до 1955 года):
Освобожден в 1955 и восстановлен в партии. В 1960 г. реабилитирован. Труды по истории Испании, воспоминания. В 1966 году подписал письмо 25-ти деятелей культуры и науки генеральному секретарю ЦК КПСС Брежневу против реабилитации Сталина.