У жовтні 1941 року інженери Лубенець і Козарін під керівництвом головного конструктора заводу N66 Троненкова розпочали ще одну модернізацію Максима відповідно до вимог випуску кулеметів в умовах воєнного часу та мобілізації економіки. Для заповнення кожуха стовбура снігом та льодом кулемет забезпечили широкою горловиною з кришкою на петлі – рішення запозичили у фінського Максима моделі 1932 року, з яким РСЧА довелося мати справу у фінську війну.Протягом усієї війни намагалися підвищити бойові можливості Максима і безпосередньо у військах, наприклад, часто знімали з кулемета щит – швидкість пересування та менша помітність були кращим захистом. Для маскування крім фарбування використовували чохли на кожух та щит. Взимку Максим ставили на лижі чи санки, на човен-волокушу (вони стали в нагоді і в болотистих районах), з якого й вели вогонь.І все ж модернізації не могли ліквідувати головний недолік Максима – велика вага, яка в середньому на 20–24 кг перевищувала сучасні іноземні зразки. Великі проблеми викликало постачання кулеметів водою. Важко було діяти з Максимом у горах, де бійцям доводилося використовувати виготовлені в армійських майстернях триноги замість штатних верстатів.
У 1943 році на озброєння було прийнято станковий кулемет системи Петра Горюнова СГ-43 з повітряним охолодженням стовбура, який перевершував Максим за багатьма параметрами. Перші серійні зразки надійшли до військ уже восени 1943 року. Але й старий Максим продовжував випускатися до 1945 року на верстатобудівному заводі № 535 у Тулі та заводі № 524 в Іжевську, зберігаючи за собою роль основного верстатного кулемета радянської піхоти у Великій вітчизняній війні.
Кулемет Максим зразка 1941 року на універсальному верстаті Володимирова
Кулемет Максим зразка 1941 року на верстаті Соколова