Maier wuchs im württembergischen Remstal auf, besuchte dort Schule und Universität und ließ sich, nach vier Jahren Kriegsdienst, im Jahre 1920 in der Landeshauptstadt als Rechtsanwalt nieder.

Bereits vor dem Ersten Weltkrieg Anhänger des Linksliberalismus, trat er unmittelbar danach in die Deutsche Demokratische Partei (DDP) ein, deren Stuttgarter Vorsitzender er 1924 wurde. Anfang 1930 übernahm Maier das Amt des württembergischen Wirtschaftsministers, 1932 wurde er in den Reichstag gewählt. Hier musste er 1933 die Zustimmung der Rest-DDP zum Ermächtigungsgesetz begründen, was aber nicht verhinderte, dass Maier gleichzeitig sein Ministeramt verlor und später wegen seiner jüdischen Ehefrau Repressionen erleiden musste.

1945 setzten ihn die Amerikaner als Ministerpräsidenten des Landes Nordwürttemberg-Nordbaden ein, das er auch nach der ersten Landtagswahl 1946 als Spitzenkandidat der FDP, die er zusammen mit Theodor Heuss und Wolfgang Haussmann für Württemberg gegründet hatte, verteidigen konnte. Sein politisches Hauptziel war die Bildung des neuen Südweststaates, was Maier 1952 auch erreichte. Dabei bildete er als Ministerpräsident von Baden-Württemberg zum ersten Mal auf Länderebene eine durchaus erfolgreiche sozialliberale Koalition, musste diese aber auch auf Druck der Bundes-FDP 1953 wieder aufgeben und als Landesoberhaupt zurücktreten.

Ein politisches Comeback gelang Maier 1957, als ihn der Bundesparteitag zum FDP-Vorsitzenden wählte, um die Partei nach den Turbulenzen unter Thomas Dehler wieder in ruhigeres Fahrwasser zu führen. Maiers Politik zielte dabei vor allem auf eine Erneuerung der CDU-FDP-Koalition in Bonn und legte so den Grundstein für den Wahlsieg und die Regierungsbildung unter seinem seit 1960 amtierenden Nachfolger Erich Mende im Jahre 1961.

Maier ist das Paradebeispiel für einen stark regional verankerten liberalen Politiker, von dessen politischem Prestige vor allem sein Landesverband zehren konnte, der bis 1968 fast immer Wahlergebnisse von gut 15 Prozent erreichte. Die Benennung der liberalen Landesstiftung in Baden-Württemberg nach Maier war da nur folgerichtig. Die Bundes-FDP würdigte ihn 1960 mit dem Ehrenvorsitz.