Maximilian Schell wurde am 8. Dezember 1930 in Wien geboren. Der Sohn des Schweizer Schriftstellers Hermann Ferdinand Schell und der österreichischen Schauspielerin Margarethe Noé von Nordberg hatte drei Geschwister – Carl, Immatriculata (später als Immy bekannt) und Maria –, die als Erwachsene ebenfalls eine Schauspielkarriere einschlugen. 1938 emigrierte die Familie in die Schweiz, dort besuchte Schell das Gymnasium und leistete nach dem Abitur seinen Militärdienst ab.

1953 arbeitete er bereits als Schauspieler, Regisseur und Dramaturg an der Basler Komödie. Es folgten Engagements in Essen, Bonn, München und Berlin. 1958 trat er am Broadway auf, ein Jahr später holte ihn Gustaf Gründgens ans Deutsche Schauspielhaus in Hamburg. Dort gab er u.a. 1963 den "Hamlet" unter der Regie von Gründgens. Auch in den folgenden Jahrzehnten spielte und inszenierte Schell an zahlreichen Bühnen im In- und Ausland.

Schells Filmkarriere begann 1955 mit seiner Rolle als verzweifelter Deserteur in "Kinder, Mütter und ein General". Seine Darstellung in Helmut Käutners Kriegsdrama "Ein Mädchen aus Flandern" erregte internationale Aufmerksamkeit, und 1958 gab er sein Hollywood-Debüt in "The Young Lions" ("Die jungen Löwen") von Edward Dmytryk. 1961 erhielt Schell einen Oscar für die Darstellung des Verteidigers in der prominent besetzten Produktion "Judgement at Nuremberg" ("Das Urteil von Nürnberg"), in der u.a. Marlene Dietrich mitwirkte. Als nunmehr international gefragter Filmschauspieler wirkte er an der Seite von Sophia Loren in "I Sequestrati Di Altona" ("Die Eingeschlossenen von Altona") von Vittorio De Sica mit.

1968 produzierte Schell die Kafka-Verfilmung "Das Schloß", in der er auch die Hauptrolle übernahm. Als Regisseur, Autor, Darsteller und Produzent realisierte er "First Love", der von der Kritik ebenso gefeiert wurde wie "Der Fussgänger", der u.a. den Deutschen Filmpreis (Goldene Schale) für den Besten Spielfilm erhielt. Beide Filme wurden zudem für einen Oscar nominiert und international vielfach ausgezeichnet. Mit der prominent besetzen Produktion "Der Richter und sein Henker" adaptierte Schell den gleichnamigem Roman von Friedrich Dürrenmatt, einige Jahre später verfilmte er Horváths "Geschichten aus dem Wiener Wald".

Neben seinen eigenen Projekten wirkte Schell weiterhin als Star-Schauspieler in internationalen Kinoproduktionen mit, etwa in "A Bridge Too Far" ("Die Brücke von Arnheim", 1977), "Avalanche Express" ("Lawinenexpress", 1979), "The Black Hole" ("Das schwarze Loch", 1979) und "The Chosen" ("Die Erwählten", 1981). Für die deutsche Produktion "Morgen in Alabama" erhielt Schell 1984 den Deutschen Filmpreis (Filmband in Gold) als Bester Schauspieler.

Ein 17-stündiges Tonbandgespräch mit Marlene Dietrich bildete den Ausgangspunkt für Schells Film "Marlene" (1983), in dem er Spielszenen, dokumentarisches Material und Interviewpassagen zu einem intimen Porträt der legendären Künstlerin verdichtete. 1989 übernahm Schell die Hauptrolle in dem Gerichtsdrama "Der Rosengarten", das ungesühnte NS-Verbrechen thematisierte; 1993 spielte er neben Anna Thalbach in der Dürrenmatt-Verfilmung "Justiz" von Hans W. Geissendörfer. 2002 präsentierte Maximilian Schell mit "Meine Schwester Maria" eine Dokumentation über Maria Schell (1925-2005), die nach ihrer internationalen Karriere als Schauspielerin in späteren Jahren unter schweren körperlichen und psychischen Problemen litt.

Zu seinen letzten Arbeiten als Schauspieler zählten Vadim Glownas "Das Haus der schlafenden Schönen" (2006), Rian Johnsons "The Brothers Bloom" (USA, 2007) und Frank Hoffmanns "Die Räuber" (2014).

Maximilian Schell, der auch als Pianist und Schriftsteller reüssieren konnte, starb in der Nacht zum 1. Februar 2014 nach plötzlicher, schwerer Erkrankung im Alter von 83 Jahren in Innsbruck.