En 1872, Maximilien Luce est mis en apprentissage chez le graveur sur bois Henri Théophile Hildibrand et suit des cours du soir de dessin. En 1876, il entre comme ouvrier qualifié chez Froment où sont gravés de nombreux illustrés français et même quelques périodiques étrangers.

En 1877, il part avec Froment, à Londres, où il présente des dessins au journal Graphic. Revenu à Paris, il est appelé en 1879 au service national, d’abord en Bretagne, puis à Paris où il peut poursuivre son métier de graveur. Pendant son service militaire, il est l'élève de Carolus Duran, sans doute à l’Académie Suisse, et travaille à l’Ecole de dessin des Gobelins, mais il se forme surtout lui même par l’étude de la nature. Camille Pissaro, très ami du peintre, lui donne aussi quelques conseils.

En 1887, il entre à la Société des Artistes Indépendants, et prend ensuite une part constante aux expositions du groupe, alors d’avant-garde. Il expose à Bruxelles avec le Groupe des Vingt, en 1889 et 1892. Il collabore également aux journaux anarchistes : Le Père Peinard, dont il avait dessiné la couverture, L’Assiette au beurre, les Hommes d’aujourd’hui, l’Illustration, la Révolte et Les Temps Nouveaux. En 1894, il est impliqué dans « Le Procès des Trente » qui lui vaut une peine de prison. Il se réfugie ensuite en Belgique, à Charleroi.

A partir de 1920, il a surtout vécu et travaillé dans les environs de Rolleboise. Peu soucieux des honneurs, il accepte cependant, à la mort de son ami Signac, de lui succéder à la présidence de la Société des Artistes Indépendants, poste dont il démissionne au début de l’occupation allemande, pour protester contre l’interdiction faite aux juifs d’exposer.

Luce fut avec Seurat et Signac, un des créateurs de l’école néo-impressionniste, fondée sur l’étude scientifique de la lumière et de l’analyse de la décomposition des couleurs. 

A ce titre, il applique la technique de la touche divisée, dite aussi divisionnisme ou pointillisme, pour traduire, en préservant de leur éclat, la complexité de la composition des couleurs définissant la lumière et l’ombre des volumes dans l’espace. Lors de son séjour en Belgique, il contribue à faire connaître le néo-impressionnisme hors de France.

Pendant de nombreuses années, strict pointilliste, il adopte ensuite une facture plus libre à l’époque des paysages de Rolleboise, ayant quitté la rigueur du néo-impressionnisme pour retourner à une facture impressionniste tardive. Les paysages occupent la part dominante  de son œuvre, peints pour la plupart au cours de ses pérégrinations dans diverses régions de France, et parfois à l’étranger. Une place à part est occupée par les paysages urbains, souvent des quartiers ouvriers, peints dans les heures nocturnes, constituant une documentation sur le monde du travail de l’époque.

De la même veine, les figures sont l’élément qui le différencie profondément des autres peintres néo-impressionnistes. Sincèrement attaché à partager les soucis et les peines du peuple, il a décrit les attitudes du labeur quotidien.