Il est le fils de Grahame Chilton, homme d'affaires dans les assurances ayant participé à la reprise de l'écurie Carlin Motorsport en 2009[1],[2]. Son frère, Tom Chilton, est pilote de voitures de tourisme en BTCC et WTCC.
Il débute en sport mécanique à l'âge de 10 ans avec le karting puis se tourne vers l'automobile à 14 ans avec le championnat T Cars, un championnat de voitures de tourisme britannique ouvert aux pilotes de 14 à 17 ans.
Il est titularisé en Formule 1 par l'écurie Marussia F1 Team pour la saison 2013[4]. Lors de sa première saison avec Marussia en tant que pilote titulaire de Formule 1 en 2013, il devient le premier novice à terminer ses 19 premières courses et bat le record de Tiago Monteiro, datant de 2005, qui avait terminé ses 17 premières courses.
Il reste toutefois éclipsé par les performances de son coéquipier Jules Bianchi, qui marque les uniques points de Marussia en F1, au Grand Prix de Monaco 2014. Au Grand Prix du Canada 2014, sa vingt-sixième course en Formule 1, il percute son équipier Jules Bianchi dans le premier tour et connaît son premier abandon dans la discipline. La fin de la saison 2014 verra la descente aux enfers de la carrière du Britannique, avec le très grave accident de son coéquipier français au Grand Prix du Japon[5], puis la mise en liquidation judiciaire de l'équipe avant la fin du championnat, ce qui pousse l'équipe à ne pas participer aux trois dernières courses de l'année[6],[7],[8].
Il est pendant quelque temps, considéré comme un candidat potentiel pour un baquet dans la nouvelle équipe américaine Haas F1 Team pour sa première saison en 2016, mais les négociations échouent[9].
2015 : endurance
Le , il est confirmé au volant d'une des trois Nissan GT-R LM NISMO pour les 24 Heures du Mans 2015 en catégorie LMP1[10]. La saison est très difficile pour le constructeur nippon qui déclare forfait pour la saison 2016, laissant Chilton sur la touche[11].
Depuis 2015 : départ pour les États-Unis
En 2015, Max Chilton rejoint les États-Unis, signant avec Carlin Motorsport[12]. Engagé en Indy Lights, l'antichambre de l'IndyCar Series, il remporte sa première victoire dans la discipline le et la dédie à son ancien coéquipier Jules Bianchi, mort la veille[13],[14]. Il termine cinquième du championnat, avec cette unique victoire[15].
En 2016, il rejoint Chip Ganassi Racing en IndyCar Series[16]. En 2018, il retrouve l'écurie Carlin, qui fait son entrée en IndyCar[17].