С 24 февраля 2022 года участвовал в СВО. 3 марта 2022 года в бою под Мелитополем экипаж его танка уничтожил четыре танка, шесть БМП и до 50 человек противника; даже израсходовав боекомплект, Михайлов продолжал руководить боем до отступления ВСУ. 24 марта 2022 года он погиб, посмертно ему присвоено звание Героя России.
Имя Максима Михайлова увековечено в Ульяновске мемориальной доской на здании гимназии №44 и названием новой улицы в Заволжском районе.
К третьей годовщине начала СВО студенты и преподаватели факультета анимации Университета «Синергия» создали 42 новеллы о Героях России. Всего на сайте проекта представлено 66 историй; инициативу поддерживают более 10 тысяч школ и колледжей в 63 регионах страны.