В 2015 году Максим Михайлов вернулся в состав сборной России. На Кубке мира под руководством вновь возглавившего национальную команду Владимира Алекно выступал в амплуа доигровщика, а на следующих турнирах вернулся к привычной игровой функции. Подготовка к Олимпиаде, как и четыре года назад, оказалась осложнена из-за проблем со здоровьем, но тем не менее на Играх в Рио-де-Жанейро он был основным диагональным и самым результативным игроком сборной России. По итогам олимпийского турнира команда Владимира Алекно заняла 4-е место.