Детские годы (1906-1913) провел за границей (Германия, Швейцария, Италия). Занимался разными видами спорта.
В апреле 1917 года вступил в РСДРП(б). В 1918-1919 гг. служил в ЧК. Занимался продовольственным снабжением столиц.
В 1922 году уехал к отцу в Италию вместе с будущей супругой Надеждой Введенской, дочерью известного московского врача. Поженились они в Берлине. От их брака родились дочери Марфа (1925, Сорренто), в будущем — архитектор, и Дарья (1927, Неаполь), в будущем — актриса Театра имени Вахтангова.
О Максиме Пешкове в Италии есть немало страниц в двух очерках с одинаковым названием «Горький» (1936 и 1939) Владислава Ходасевича, жившего в 1925 году на даче Горького в Сорренто. 28-летний Максим предстаёт в них как симпатичный, но предельно инфантильный молодой человек, имевший большие задатки актёрского дарования, интересовавшийся кино, мотоциклами, фотографией и стремившийся в Москву, поскольку Дзержинский обещал подарить ему автомобиль. По рассказу Максима, записанному Ходасевичем, в юности Максим работал в ВЧК.
В 1932 году вместе с отцом, женой и детьми вернулся в Москву. Не занимался никакой работой. Сибаритствовал. Конфликтовал с П.Крючковым из-за распоряжения деньгами отца. Много пил. Умер 11 мая 1934 года после долгой болезни, причиной которой, по некоторым сведениям, стало то, что помощник и секретарь Горького Пётр Крючков оставил его нетрезвого на морозе. Официальная версия смерти — воспаление легких. Похоронен на Новодевичьем кладбище.
Из-за смерти сына Горького Первый съезд советских писателей (1934) был перенесён на несколько месяцев.
В 1938 году обвинение в убийстве сына Горького (как и самого Горького) было предъявлено на Третьем Московском процессе Г. Г. Ягоде и П. П. Крючкову. Ягода признал себя виновным и утверждал, что делал это из «личных соображений» — влюблённости в жену Максима Н. А. Введенскую-Пешкову, которая после смерти мужа была некоторое время его любовницей. Ягода и Крючков были расстреляны по приговору процесса. Неизвестно, соответствует ли действительности это обвинение: эмигрант Ходасевич (хорошо знавший Максима и Крючкова) и многие современные исследователи находят это вполне правдоподобным. С другой стороны, в книге Г. Герлинга-Грудзинского «Семь смертей Максима Горького» говорится, что никаких оснований верить обвинительному акту нет.
По версии Вячеслава Всеволодовича Иванова, статья «Почему Сталин убил Горького?», Максим Пешков, регулярно путешествуя между Ленинградом и Москвой, был посредником между Кировым и Горьким, пытавшимся организовать оппозицию сталинской команде в 1934 году.