Syn Tadeusza Rylskiego i Melanii Fedoriwnej. Ojciec był etnografem i działaczem społecznym, synem zamożnego polskiego szlachcica Rozesława Rylskiego i księżnej Trubeckiej. Matka była prostą chłopką ze wsi Romaniwka. W 1902 roku umarł Tadeusz Rylski i rodzina przeprowadziła się do Kijowa. Maksym Rylski na początku uczył się w domu, później w prywatnym gimnazjum w Kijowie.
Jako dziecko zawarł znajomość z kompozytorem Mykołą Łysenką, etnografem i badaczem Dmytrem Rewuckim, aktorem i reżyserem Panasem Saksahańskim, etnografem i folklorystą Oleksandrem Rusowym. Po ukończeniu gimnazjum studiował medycynę na Kijowskim Uniwersytecie św. Włodzimierza, później na wydziale historyczno-filologicznym Uniwersytetu Ludowego w Kijowie, ale żadnego z tych kierunków nie skończył. Zajmował się językami, muzyką; samouk. W latach 1919–1926 był nauczycielem.
Pierwszy wiersz opublikował w 1907, a pierwszy zbiór poezji Na biłych ostrowach wydano w 1910. Natomiast pierwszym dojrzałym zbiorem poezji był tomik Pid osinnimy zoriamy z 1918.
W latach 20. należał do artystycznego ugrupowania neoklasyków, krytykowanego oficjalnie za dekadentyzm i oderwanie od ówczesnych potrzeb socjalistycznego życia. W ciągu dziesięciolecia zostało wydanych 10 tomików wierszy, m.in. Synia dałecziń (1922), Poemy (1925), Kriź buriu i snih (1925), Trynadciata wesna (1926), Homin i widhomin, De schodiatsia dorohy (1929), a także kilka tłumaczeń, zwłaszcza opublikowane w 1927 tłumaczenie Pana Tadeusza, do dziś uznawane za najlepsze w literaturze ukraińskiej.
Po 1931 roku w jego twórczości dochodzi do zmiany – w zbiorze Znak tereziw (1932) ogłosił, że radziecka rzeczywistość jest właściwa, dzięki czemu był jedynym neoklasykiem, który uniknął stalinowskiego terroru i był zaliczany do grona radzieckich poetów.
Jego twórczość podzieliła się na dwie części: oficjalną i liryczną. W lirycznej części udało mu się tworzyć niezależne od polityki wiersze. Tłumaczył również prace naukowe z językoznawstwa i literaturoznawstwa.
W latach 1944–1964 Rylski był dyrektorem Instytutu historii językoznawstwa, folkloru i etnografii Akademii Nauk USRR. W 1960 roku otrzymał Nagrodę Leninowską, dwukrotnie (w 1943 i 1950) Państwową Nagrodę ZSRR.
W 1965 nazwano na jego cześć ulicę w Kijowie, na której mieszkał i pracował. Obok znajduje się Park im. Maksyma Rylskiego (nazwany tak w 1964). Postawiono mu też dwa pomniki i muzeum.
