محمود معظمی فارغ‌التحصیل رشته‌ی ادبیات نمایشی است. وی فعالیت هنری‌اش را به عنوان دستیار کارگردان آغاز کرد. 

او به عنوان دستیار کارگردان در فیلم‌های «آوازخوان» (۱۳۷۹)، «شاخه گلی برای عروس» (۱۳۸۳) و «در شب عروسی» (۱۳۸۷) حضور داشته است.

معظمی کارگردانی ۷۰ قسمت از مجموعه‌ی «شاید برای شما هم اتفاق بیافتد» (۱۳۸۹) و مجموعه‌های «تکیه بر باد» (۱۳۹۱)، «مثل من، مثل تو» (۱۳۹۳)، «فاخته» (۱۳۹۳) و زاویه هفتم (۱۳۹۴) و تله‌فیلم‌هایی چون «یغما» (۱۳۸۷)، «سرشاخ» (۱۳۸۷)، «خانه‌ی کاغذی» (۱۳۹۱) و «قطعه‌ی ناکوک» (۱۳۹۳) را در کارنامه‌ی هنری‌اش دارد.

وی همچنین در فیلم‌های «زن امروز» (۱۳۷۵) و «پارتی» (۱۳۷۹) به نقش‌آفرینی پرداخته است.