Maximiliane Josepha Karoline sinh ra ở Cung điện Nymphenburg, nơi ở của các quân chủ Bayern vào mùa hè. Maximiliane là đứa con cuối cùng của Maximilian I Joseph của Bayern và Karoline xứ Baden. Các anh chị em cùng mẹ của Maximiliane bao gồm Maximilian (qua đời khi còn nhỏ), Ludwig I, Quốc vương Bayern, Karoline Auguste, Hoàng hậu nước Áo, Elisabeth, Vương hậu nước Phổ, Amalie Auguste, Vương hậu Sachsen và Sophie Friederike, Đại vương công phu nhân Áo, mẹ của Franz Joseph I của Áo, và Ludovika Wilhelmine, Công tước phu nhân tại Bayern, mẹ của Elisabeth tại Bayern, Hoàng hậu nước Áo (Sissi).

Năm 1821, Maximiliana mắc bệnh sốt phát ban và qua đời khi mới 10 tuổi. Cái chết của Vương nữ là một đòn giáng nặng nề đối với mẹ là Caroline xứ Baden. Maximiliane Josepha Karoline được chôn cất tại Nhà thờ Theatine, München.