Maxime est arrivé à l’OL en 2000. En 2008, sa carrière a bien failli s’arrêter en raison d’un staphylocoque doré. Un an plus tard, le 25 août 2009, il débute en professionnel face à Anderlecht lors du play-off de Ligue des champions. Le 12 septembre, il goûte à la L1 face à Lorient. Son premier fait d’armes, se déroule à Liverpool, le 20 octobre. Il remplace Cris, blessé, à la 43e. Ce milieu de terrain de formation, qui se retrouve défenseur central, inscrit à la 72e le but égalisateur d’une tête plongeante. Au fil des années Maxime Gonalons prend de l’importance sur le terrain et dans le vestiaire. En janvier 2013, il devient même capitaine, prenant la succession de Lisandro Lopez.
L’emblématique capitaine de l'Olympique Lyonnais, a vécu une saison 2016-2017 particulière en purgeant notamment une suspension de quatre matchs à la suite d'un vilain tacle sur un bordelais. Malgré cela, il est resté concentré sur objectifs et a été le héros d'une nuit à Istanbul en inscrivant le tir au but victorieux face à Besiktas.