Pocházel ze starobylého šlechtického rodu Starhembergů, narodil se jako mladší syn dlouholetého dolnorakouského místodržitele Konráda Baltazara Starhemberga (1612–1687). O Maxmiliánově dětství nejsou žádné informace, poprvé je zmiňován v roce 1662 jako první komorník olomouckého biskupa arcivévody Karla Josefa. Po jeho smrti vstoupil do služeb Leopolda I. a v roce 1664 byl jmenován císařským komořím. Spolu se starším bratrem Ernstem Rüdigerem vstoupil v roce 1664 do říšské armády a bojoval ve válce proti Turkům. Po uzavření míru získal hodnost podplukovníka a poté odešel do služeb španělského krále ve Španělském Nizozemí. Zde byl povýšen na plukovníka a zúčastnil se devoluční války. V císařské armádě dosáhl v roce 1674 hodnosti generálního polního vachtmistra a od roku 1679 byl velitelem pevnosti Philippsburg na Rýně, v roce 1682 byl povýšen na polního podmaršála. Po vyhnání Turků od Vídně byl v roce 1684 povolán do Uher a pod velením Karla Lotrinského se vyznamenal při dobytí Visegrádu, téhož roku dosáhl hodnosti polního zbrojmistra. Po smrti Karla II. Falckého a následném sporu o dědictví Rýnské Falce byl vyslán do Heidelbergu. Na začátku devítileté války ztratil pevnost Philippsburg a byl povolán před vojenský soud do Vídně, který jej však osvobodil. Pod velením Karla Lotrinského se pak zúčastnil dalších bojů proti Francii a 1. března 1689 byl povýšen do hodnosti polního maršála. Od července 1689 se podílel na obléhání Mohuče, kde byl 6. září vážně zraněn a zemřel o několik dní později.