1865. december 26-án született Pesten. Nagyapja és apja is üvegesmester volt, utóbbi – Róth Zsigmond – olyan jelentős épületeken dolgozott, mint a Nyugati pályaudvar, a Műcsarnok, a Nemzeti Színház átalakítása vagy az Ybl Miklós által tervezett egykori Fővámház (ma a Budapesti Corvinus Egyetem főépülete). Miksa apja műhelyében tanulta ki az üvegfestészet alapjait, első ablakait alig tizennyolc évesen festette azokba az épületekbe, amelyeket apja üvegezett: az Andrássy úti Bobula-palotába és az Országos Kiállítás Iparcsarnokába (a városligeti épület a második világháborúban elpusztult). Rajzolni a pesti Iparrajziskolában tanult, majd két évig Németországban, Franciaországban, Belgiumban és Angliában tanulmányozta az üvegfestészetet. Hazatérve, 1885-ben nyitotta meg önálló műhelyét, majd több józsefvárosi helyszín után 1911-től az erzsébetvárosi Nefelejcs utca 26. szám alatt működött a Róth Miksa Császári és Királyi Udvari Üvegfestő és Mozaik Műintézet, amit 1939-ben, a második zsidótörvény meghozatala után számolt fel.
Kezdetben reneszánsz hatású üvegeket festett, majd a kor művészeti irányzatának megfelelően a historizmus, később a szecesszió és az art deco jegyeit és szellemét tükrözték alkotásai. Első jelentős megrendeléseit Steindl Imrének köszönhette, aki tanárként is segítette. Steindl a Vas vármegyei Máriafalva (ma Mariasdorf, Burgenland) késő gótikus templomának restaurálásához rendelt tőle szenteket és apostolokat ábrázoló üvegfestményeket, ami életre szóló hatást gyakorolt Róth művészetére – ettől kezdve a kora középkori alkotásokat tartotta a legtöbbre.
Historizáló műveit egyre inkább elismerték; igazi sikert az 1896. évi Ezredévi Országos Kiállítás hozott számára – többek között a Vajdahunyad várába, az úgynevezett Jáki-kápolnába is tőle rendeltek ablakokat. Ugyanebben az évben kezdte meg az épülő Országház üvegfestményeinek tervezését és kivitelezését, ezzel országos hírnévre tett szert.
Az Osztrák–Magyar Monarchiában elsőként ismerte fel a Tiffany-üveg alkalmazásában rejlő lehetőségeket, és 1897-től szecessziós stílusú üvegfestményeket készített az opálüvegből. Még ugyanebben az évben Velencében kitanulta, hazatérve meghonosította az üvegmozaik-készítést. Sikeresen kísérletezett a mozaikkészítés technikájának megújításával is, különleges vakolatalapot szabadalmaztatott, kísérletezett a Zsolnay-féle eozinmázas elemek és a Tiffany-féle áttetsző üveg mozaikként való felhasználásával, és kidolgozta a fénytelenített üvegmozaik készítésének módszerét.
Már életében ismert és elismert művész volt. Számos gazdasági és közigazgatási épület, templomok, zsinagógák, kiállítási termek, fürdők, kávéházak, valamint magánházak és bérpaloták díszítésére kapott megbízást. Munkái ékesítik a budai királyi palota Szent Jobb-kápolnáját, a Zeneakadémiát, a Gresham-palotát, a Szent István-bazilikát, de a Párisi Nagyáruház és a Magyar Nemzeti Bank épületét is. Mozaikjai a Fiumei úti Nemzeti Sírkert és a Kozma utcai temető számos sírboltját, mauzóleumát és a Széchenyi fürdő kupoláját díszítik. A Városliget közelében lévő, 2015-re felújított egykori Kőrössy-, ma ResoArt Villában látható hatalmas gránátalmás, íriszes színes ólomüveg ablak – amely javarészt eredeti állapotban vészelte át az elmúlt század viszontagságait – is az ő műhelyében készült.
Külföldön is több alkotása látható: a hágai holland királyi palotában, az oslói Fageborg-templomban és a marosvásárhelyi Kultúrpalotában. Műhelyében készült a mexikói Nemzeti Színház Maróti Géza tervezte üvegmennyezete, és ő tervezte a színpadot a nézőtértől elválasztó kristályfüggönyt, amelyet a Tiffany cég készített el.
A kor szinte összes jelentős építészével dolgozott együtt, köztük Steindl Imrével, Lechner Ödönnel, Horti Pállal, továbbá az üvegablakokat tervező festőkkel, Székely Bertalannal, Vajda Zsigmonddal és a gödöllői művésztelep vezetőivel.
Számos hazai és nemzetközi elismerést szerzett, elsőként neki ítélték oda az 1897-ben alapított Iparművészeti Állami Aranyérmet, az 1900. évi párizsi világkiállításon ezüstéremmel, az 1902. évi torinói iparművészeti és az 1904. évi St. Louis-i világkiállításon pedig arannyal díjazták szecessziós alkotásait. A mozaikkészítés megújításáért elnyerte a Ferenc József-rendet és az Olasz Királyi Koronarendet, 1901-ben a Magyar Országos Képzőművészeti Tanács tagjai közé választotta. Évtizedeken keresztül a Magyar Iparművészeti Társulat alelnöke (rövid ideig elnöke) volt, számos művész- és művészetpártoló egyesületben (többek között a Steindl Céhben) tevékenykedett.
Az első világháborút követően részben gazdasági okokból, részben a szecesszió divatjának elmúlta miatt más művészeti területeken alkotott: többek között a budai Várnegyedben felépített Levéltár épületének díszítőfestése, bútorainak tervezése fűződik nevéhez.
Felesége Walla Jozefa volt, Walla József terrazzo-gyáros lánya, három gyermekük született. Róth Miksa 78 évesen, 1944. június 14-én halt meg Budapesten, nyugvóhelye a törökbálinti kegyeleti parkban lévő Walla-mauzóleum. Egykori lakóházában, a Nefelejcs utcában 1999-ben nyílt meg a Róth Miksa Emlékház és Gyűjtemény, ahol idén halálának nyolcvanadik évfordulója alkalmából Róth Miksa-emlékévet szerveznek.
