Maxime Giroux débute sa carrière en réalisant plus de 100 vidéoclips pour des artistes québécois, canadien, et français. Il se tourne alors vers la publicité où il travail pour des marques prestigieuses. Il a maintenant plus de 300 publicités à son actif.

Puis, il réalise plusieurs courts métrages, dont Le rouge au sol et Les jours. Ces films ont été projetés dans plus d’une cinquantaine de festivals et se sont mérités une quinzaine de prix internationaux, dont le prix du meilleur court-métrage au Festival international du film de Toronto et celui du Festival du nouveau cinéma à Montréal. Il obtient aussi le Prix Génie 2007 du meilleur court-métrage canadien.

Son premier long métrage, Demain, a été sélectionné en compétition officielle à Turin et a obtenu la mention spéciale du jury à Tübingen. Son deuxième long métrage, Jo pour Jonathan, a été révélé en première mondiale au Festival international du film de Locarno en 2010, avant d’être présenté dans plus de quarante festivals. En cours de route, Jo pour Jonathan a remporté le prix Gilles-Carle du meilleur film au Rendez-vous du cinéma québécois, le prix de la critique au FNC, le prix Cinéma et City à Thessalonique, le prix du meilleur film au Gotham Film Festival, ainsi que deux prix du meilleur acteur pour Raphaël Lacaille au Gotham et à Whistler. En 2013, Maxime Giroux a réalisé le court métrage La Tête en bas.

En 2014, il termine son troisième long métrage, Félix et Meira. Le film gagne le prix du meilleur film canadien au festival international de Toronto, deux prix au GALA du cinéma Québécois (meilleur scénario et film s’étant le plus illustré à l’étranger) et est présenté en compétition officielle au festival de San Sebastian. Il est par la suite présenté dans plus de soixante festivals où il obtient une vingtaine de prix. Le film sort en salles sur plus de quinze territoires incluant la France, les Etats-Unis, l’Australie, la Belgique, la Suisse et Taiwan. En septembre 2015, le film est choisi pour représenter le Canada dans la course aux Oscars.