Licenciado por la Universidad de Varsovia en 1978 y doctorado por la Universidad de Essen en 1983. Fue becario de investigación en Essen, en Harvard, en el Commisariat a l'Énergie Atomique de Saclay y en el Joint Institute for Laboratory Astrophysics de Boulder. Formó parte del cuerpo docente del Centro de Física Teórica de Varsovia (1986-1994), del CEA de Saclay (1995-1998) y de la Universidad Leibniz de Hannover (1998-2005). 

En 2005 se trasladó a Cataluña como Profesor de Investigación ICREA en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO). Sus intereses incluyen la óptica cuántica, la física cuántica, la información cuántica, la ciencia del attosegundo y la física estadística. En el ICFO, Maciej Lewenstein dirige el grupo de Teoría Óptica Cuántica, con 25 miembros que trabajan en los temas mencionados.

Su otra pasión es la música de vanguardia: es un aclamado escritor y crítico de jazz, autor de Polish Jazz Recordings and Beyond.