הוא היה בנו של חייל בדימוס ששירת מאוחר יותר כאפוטרופוס באקדמיה האימפריאלית לאמנויות [1] . בגיל עשר הוא נרשם לכיתות היסוד והמשיך ללמוד ציור נוף אצל פיודור אלכסייב ואדריכלות אצל ז'אן פרנסואה תומאס דה תומון [2] . בשנת 1809, אלכסייב הצטרף למשלחת לחקור את האזורים ההיסטוריים של מרכז רוסיה ווורוביוב הלך איתו כעוזר.
בשנים 1813–1814 ליווה את הצבא הרוסי במסעותיו בגרמניה ובצרפת. ב-1815 הוא הפך למורה באקדמיה, תפקיד שמילא עד מותו. בשנת 1820 הוא הצטרף למשלחת חקר בארץ ישראל, שתיעדה את המקומות הקדושים לנצרות. רוב העבודה הזו הייתה צריכה להיעשות בסתר כדי למנוע התערבות של השלטונות העות'מאניים המקומיים. מלבד ההריסות העתיקות, הוא גם צייר רישומים של ירושלים וים המלח וכן סצנות מאיסטנבול, סמירנה, יפו ומקומות נוספים בהם עבר. התוצאה הסופית הייתה אוסף של למעלה מ-90 דפי צבעי מים שישמשו בסיס לציורים רבים. הוא קיבל קצבה לכל החיים על עבודתו שם.
במהלך מלחמת רוסיה-טורקיה הוא צורף לפמלייתו של הצאר ניקולאי הראשון כדי לשרטט ולצייר ציורים ממסעם, שכללו כמה סצנות מהמצור על ורנה.
מקסים וורוביוב, זריחה על נהר נייבה
אחרית ימיו
לאחר מותה הפתאומי של אשתו קליאו בשנת 1840, הוא נקלע לתקופה של דיכאון כרוני ואלכוהוליזם שהובילו למחלה שבסופו של דבר הביאה למותו. התפוקה שלו ירדה מאוד, והורכבה בעיקר מסקיצות שנעשו מ-1844 עד 1846 בזמן שנסע דרך איטליה במאמץ לשכך את צערו. כאשר הוא נפטר, רוב ציוריו עדיין היו ברשותו או הועברו לחברים ומקורבים. רובם נמצאים כעת בארמונות או באוספים פרטיים.
