Élève de Babinski et de Gilbert Ballet, Laignel-Lavastine est nommé en 1907 médecin des hôpitaux. Il prend le poste de chef du laboratoire d'anatomie pathologique rattaché à la Clinique des Maladies Mentales et de l'Encéphale (Asile Sainte-Anne), où il est nommé professeur en 1928.

Pendant la Grande Guerre, il est médecin chef du Centre de Traitement des Confusions et Psychonévroses dépendant du Gouvernement de Paris (service installé à l'asile de Maison-Blanche à Neuilly-sur-Marne, vidé de ses malades en 1914).

Après avoir été en poste à l'hôpital Laennec, et à la Pitié, il est nommé à Sainte-Anne en 1939, à la chaire de Clinique des Maladies mentales.

En 1936, il est élu membre de l'Académie de médecine.

Parallèlement, il succède à Menetrier à la chaire d'histoire de la médecine et de la chirurgie de la Faculté de Paris. Il est à ce titre auteur, parmi d'innombrables publications, d'un bel ouvrage, avec Jean Vinchon : « Les malades de l'esprit et leurs médecins du XVIe au XIXe siècle. Les étapes des connaissances psychiatriques de la Renaissance à Pinel. » édité en 1930. Il dirige également la grande « Histoire générale de la médecine, de la Pharmacie, de l'Art dentaire et de l'Art vétérinaire » dont le troisième volume paraît en 1949. Il présidera la Société française d'histoire de la médecine (1926-1927) et la Société internationale d'histoire de la médecine.

Historien de la médecine, spécialiste de psychiatrie endocrinienne, médecin légiste, criminologue, expert pénal, Laignel-Lavastine s'intéresse aussi à la psycho-analyse : sous l'Occupation, il charge Georges Parcheminey (1888-1953) de réorganiser le département de psychanalyse de l'hôpital Sainte-Anne.

Pour en savoir plus sur son œuvre d'historien de la médecine, voir : Alain Segal et Alain Lelouch, Maxime Laignel-Lavastine (1875-1953)

Voir aussi la thèse de médecine de Gabrielle Allio, Laignel-Lavastine, un psychiatre "sympathique" (Caen, 1993), ainsi que l'article de Frédéric Carbonel, « Notice sur la vie et l'œuvre du criminologue "elbeuvien" Maxime Laignel-Lavastine (1875-1953) » sur le site des Archives ouvertes en Sciences de l'homme (HAL-SHS).