1906年，以《关于干涉现象的热力学》的论文获得了任教资格，担任柏林弗里德里希-威廉大学副教授。

1907年，专程前往瑞士伯尔尼拜访了阿尔伯特·爱因斯坦，并从此成为终生挚友。

1909年—1912年，在慕尼黑大学理论物理系担任阿诺德·索末菲（Arnold Sommerfeld）教授的高级学术助理。

1912年—1914年，担任苏黎世大学物理学教授。

1914年，获得诺贝尔物理学奖；同年，担任法兰克福大学物理学教授。

1916年—1918年，学术休假期间，在维尔茨堡大学物理系与威廉·维恩一起研究放大器管。

1919年，回到柏林大学工作，担任物理学教授。

1920年，当菲利普·勒纳德等人在柏林召开反爱因斯坦广义相对论的公开集会第二天，马克斯·冯·劳厄就和瓦尔特·赫尔曼·能斯特（Walther Hermann Nernst）、H.鲁本斯联名在柏林日报上发表公开信予以反击。

1921年，接替阿尔伯特·爱因斯坦成为威廉皇帝物理研究所所长。

1923年，担任法兰克福大学理论物理系主任。

1943年，为纳粹当局强令从柏林大学提前退休。

1945年，德国投降后被美国军方送往英国。

1946年1月，返回德国；同年，作为马克斯‧普朗克研究所的执行主任前往哥廷根，担任哥廷根大学名誉教授。

1951年，被选为马克斯·普朗克协会在柏林的弗里茨‧哈伯物理化学研究所所长，重返柏林。

1958年，退休；同年，当选为美国国家科学院国际院士。

1960年4月23日，在柏林发生车祸逝世。

马克斯·冯·劳厄发现了晶体中的X射线衍射现象，借此不仅证明了X射线的波特性，也证明了晶体的晶格结构。他的这一发现源自于他对光波通过周期性结晶颗粒问题的讨论，他得出一个想法，电磁射线的波长越短，正如X射线所呈现的那样，会在某种介质中引起衍射或者干涉现象，而晶体则正是这样一种介质。他给出了这一现象的数学公式，即：劳厄方程，并于1912年发表了这一发现。

马克斯·冯·劳厄还对超导问题进行了研究，完成于他任柏林洪堡大学理论物理学教授期间。这一时期，瓦尔特·迈斯纳（Meißner, Walther）正在柏林帝国物理技术学院研究许多金属在相当于液氦温度时呈现的电阻消失现象，他在1932年对这一现象作出了解释，破坏超导性的磁场阈值依物体形状的不同而改变，因为磁场是在超导状态建立后才形成的，磁场由所用金属表面的超导电流引起。

1933年，在维尔茨堡举行的全德物理学家年会上，马克斯·冯·劳厄以物理学会会长的身份致开幕词。他在讲话的末尾引用伽利略坚持哥白尼的日心说而遭到教会迫害这一历史事件，间接地捍卫了当时正受到主张所谓“德意志物理学”的纳粹党徒攻击的爱因斯坦和其他犹太科学家；同年，他不顾斯塔克的威胁，拒绝参加斯塔克召集的拥护纳粹的集会。在第二次世界大战期间从未参与有关军事的科学活动。

1946年，英国皇家学会主持召开国际结晶学会议时，马克斯·冯·劳厄是应邀参加会议的唯一一位德国学者。他还和普朗克一起参加了英国举行的牛顿纪念大会。

根据2023年10月数学谱系项目网站数据，马克斯·冯·劳厄在柏林大学先后指导7名学生，具体信息如下：

马克斯·冯·劳厄的父亲是德国的一位军队官员并于1913年获得世袭贵族称号，马克斯‧劳厄也随之改称马克斯‧冯‧劳厄。

马克斯·冯·劳厄为重建德国的科学活动做出了贡献（he contributed to reestablishing German scientific activity）。（维尔茨堡大学评）

马克斯·冯·劳厄发现的第二个衍生产品——X射线光谱对原子理论的发展做出了重大贡献（X-ray spectroscopy, a second spin-off of Laue's discovery, centrally contributed to the development of atomic theory）。（林道诺贝尔奖得主大会评）

马克斯·冯·劳厄善于争论，是德国物理学界的幕后杰出人物（Max von Laue is regarded as being as argumentative as he is convivial, and is also a grey eminence on the German physics scene）。（马克斯·普朗克协会评）

1967年，为了纪念物理学家马克斯·冯·劳厄（Max Von Laue）和保罗·朗之万（Paul Langevin），法、德两国科学家将世界第一个基于反应堆和加速器的高通量中子源，命名为劳厄—朗之万研究所（Institute Laue-Langevin，ILL）。