Max Zihlmann wurde am 6. Februar 1936 im schweizerischen Luzern geboren. Nach dem Abschluss der Luzerner Handelsschule 1955 begann er ein Jurastudium in Zürich, das er jedoch nach nur drei Semestern wieder beendete. Er ging nach London, wo er 1958/59 für ein Jahr die London School of Film Technique besuchte. Während dieser Zeit drehte er seinen ersten Kurzfilm "The Thief".  

1959 zog Zihlmann nach München und wendete sich dem Schreiben zu. Er arbeitete als Lektor für den Kindler Verlag, schrieb Hörspiele und verfasste ab 1963 Filmkritiken für die Zeitschrift 'Film'. Zu dieser Zeit lernte er die Filmemacher Klaus Lemke und Rudolf Thome kennen. Kurz darauf war er bei Thomes Kurzfilm "Die Versöhnung" (1964) als Co-Autor, Darsteller, Kameramann und Editor beteiligt. 1965 realisierte er mit "Frühstück in Rom" einen eigenen, von Thome und Lemke produzierten Kurzfilm.

In den nächsten zwei Jahren wirkte Zihlmann an den Drehbüchern zu Kurzfilmen Thomes und Lemkes mit. Danach schrieb er die Drehbücher zu den Lemke-Klassikern "48 Stunden bis Acapulco" (1967) und "Negresco **** - Eine tödliche Affäre" (1968). Die längste Zusammenarbeit verband ihn jedoch mit Thome, für den er bis 1972 vier Langfilme schrieb: "Detektive" (1969), "Rote Sonne" (1970), "Supergirl - Das Mädchen von den Sternen" (1971, TV) und "Fremde Stadt" (1972). Daneben verfasste er das Drehbuch für Ulrich Schamonis "Ein großer graublauer Vogel" (1970). In seinem Zihlmann-Nachruf schrieb der Kritiker Fritz Göttler in der SZ: "Unerhörte Freiheit steckt in diesen Filmen, Lust auf ferne Länder, auf eine neue Gesellschaft - in den späteren Filmen Thomes und Lemkes ist davon weniger zu spüren (...) Das Ende fester Bindungen, das Ende des Erzählens - nie war deutsches Kino näher am großen Vorbild, der Nouvelle Vague in Paris, als mit der Münchner Gruppe. Zihlmann war ein wichtiger Teil davon". 

Doch obwohl Zihlmann zum Kern dieser Münchner Gruppe gehörte, zog er sich 1974, nach Veith von Fürstenbergs "Ein bißchen Liebe", zunächst vom Filmgeschäft zurück. Erst sieben Jahre später startete mit von Fürstenbergs Historienfilm "Feuer und Schwert - Die Legende von Tristan und Isolde" (DE/IE 1981) wieder ein Film nach seiner Vorlage. Für Thome schrieb er noch das Drehbuch zu "Tarot" (1986), bevor er sich auf Fernseharbeiten verlegte: Bis Mitte der Neunzigerjahre verfasste Zihlmann einzelne Folgen der Krimiserien "Tatort", "Ein Fall für zwei" und "Faust". Seine letzte Drehbucharbeit war eine Episode der prominent besetzten, aber wenig erfolgreichen Krimireihe "Schwurgericht" (1997).  

Max Zihlmann war seit 1986 mit der Schauspielerin Eva Pampuch verheiratet. Er starb am 13. März 2022 in München.