מקסימה נוסדה ב-1974 על-ידי משקיעים יהודים אירופאיים ביוזמת ממשלת ישראל. מפעלה הראשון הוקם במצפה רמון במטרה לעודד תעסוקה באזור. בשנת 1983 החברה הונפקה ונסחרת מאז בבורסה של ת”א. מאוחר יותר השקיעה בחברה דיסקונט השקעות מקבוצת אי.די.בי.

בשנת 1996 נרכשה השליטה במקסימה על-ידי Praxair האמריקאית, חברת הגזים התעשייתיים השלישית בגודלה בעולם (בשותפות עם דיסקונט השקעות). מפעלה השני של החברה באזור התעשייה נאות-חובב נחנך ב-1999 ואתו גדלה פעילותה.

בשנת 2005 נכנסה מקסימה לפעילות מקיפה בתחום הפחמן הדו-חמצני, בתחילה באמצעות ייבוא ומאוחר יותר עם הקמתו של מפעל ייצור במישור רותם שהוא הגדול מסוגו בארץ. באפריל 2008 דיסקונט השקעות רכשה את כל מניות Praxair בחברה, כאשר החברה האמריקאית נותרת כספקית ידע, מוצרים וטכנולוגיה בכל תחומי הפעילות, בחוזה ארוך טווח.

ב-2010 סיימה החברה את הקמתו של מפעלה הגדול ביותר עד כה באזור התעשייה הצפוני של אשדוד, אליו הועתקו גם משרדי ההנהלה. ב-2012 רכשה חברת יוניון השקעות ופיתוח את מניות דיסקונט השקעות והפכה לבעלת השליטה. לקראת שנת 2015 הושלמה הרחבתו של מפעל הפחמן הדו-חמצני במישור רותם, שיותר מהכפילה את כושר הייצור שלו. בכך הסתיים שלב חשוב של השקעות בפיתוח החברה שהסתכמו ביותר מ-300 מיליון שקלים בין השנים 2009 ל-2015.

בשנת 2019 רכשה יוניון את כל מניות הציבור שנסחרו בבורסה, ומקסימה חזרה להיות חברה פרטית.