Narodil sa v Drážďanoch ako syn miestneho zámožného priemyselníka. Od mladosti sa zaujímal o techniku a tak po ukončení školy v roku 1905 vstúpil ako kadet do armády k Eisenbahnregimentu v Berlíne, bol však sklamaný malým množstvom praktickej technickej práce.
Od roku 1912 bol dôstojníckym čakateľom – rezervistom. Medzi rokmi 1913 a 1914, študoval mechaniku na drážďanskej technike.
Keď začala vojna, bol Immelmann povolaný do aktívnej služby, prevelený k letectvu (Luftstreitkräfte) a v novembri šiel do výcvikového kurzu pre pilotov. Po ukončení kurzu sa dostal na front v Ardenach v severnom Francúzsku ako pilot prieskumného lietadla Fliegerabteilung 10. Potom ho prevelili k Fliegerabteilung 62, ktoré boli vybavené lietadlami Fokker Eindecker, prvými strojmi so synchronizovaným guľometom.
3. júna1915 sa jeho lietadlo poškodilo v súboji s francúzskym pilotom a Immelmann bol prinútený pristáť, čo sa mu aj podarilo a pristál až za nemeckými líniami. Za záchranu lietadla bol vyznamenaný Železným krížom druhej triedy. V roku 1915 sa stal stíhacím pilotom.
Immelmann bol vynikajúci taktik a excelentný pilot. Bol prvým pilotom, ktorý využíval výhodu útoku zo Slnka tak aby o ňom protivník do poslednej chvíle nevedel. V súbojoch využíval maximálne aj kinetickú energiu, rýchlosť a výšku. Robil aj akrobatické figúry, z ktorých niektoré sú po ňom pomenované. Jedna z najpovestnejších dostala meno „immelmann“. Manéver používal v prípade, že bol jeho stroj napadnutý zo zadnej polosféry. Išlo o polovičný premet, pri ktorom otočil stroj okolo vertikálnej osi a polovičný výkrut, pri ktorom stroj vrátil do normálnej horizontálnej polohy.
Od začiatku roku 1916 spolu s Oswaldom Boelckem lietal Immelmann nad oblasťou Flámska. Immelmann a Oswald Boelcke boli v januári roku 1916 prvými pilotmi, ktorých cisár Viliam II. vyznamenal rádom Pour le Mérite, najvyšším nemeckým vyznamenaním.
Medaila sa vďaka nemu stala známou aj pod prezývkou Modrý Max.
Max Immelmann v kokpite lietadla Fokker Eindecker
Immelmann prišiel o život pri súboji nad mestom Sallaumines v severnom Francúzsku 18. júna1916. Niektoré zdroje, vrátane nemeckého letectva v tom čase uvádzali, že ho omylom zostrelilo nemecké protilietadlové delostrelectvo. Iní (medzi nimi jeho brat) verili, že príčinou nehody bola fatálna porucha zariadenia na synchronizáciu guľometu.
V súlade s oficiálnou britskou správou Immelmanna zostrelilo lietadlo F.E.2b, ktoré riadili G.R. McCubbin s J. H. Waller ako strelci-pozorovatelia patriaci k 25. leteckej perutiRoyal Flying Corps. Wallerovi zostrel oficiálne uznali, ale v štatistikách nemeckého letectva sa dodnes uvádza, že Immelann bol zostrelený delostreleckou paľbou.
Immelmann mal uznaných 17 vzdušných víťazstiev. Bol známy ako Der Adler von Lille – Orol z Lille.
