Trois ans plus tard, Luce étudie auprès de Carolus Duran, toujours à Paris, et commence à développer l’envie de peindre en extérieur à l’image des impressionnistes qu’il admire. C’est à cette époque qu’il rencontre ceux qui deviendront ses amis, Paul Signac et Georges Seurat, mais également Camille Pissaro qui lui donne des conseils pour approfondir son approche esthétique. Son amitié avec Seurat et Signac lui permet de rencontrer Louis Valtat et d’autres peintres, figures de proue du néo-impressionnisme. Ce mouvement, qui s’inspire des études optiques du physicien Choiseul, se définit par l’intégration d’une loi scientifique sur la couleur à la peinture. En effet, pour le scientifique, une couleur n’existe jamais en soi absolument mais se définit toujours en fonction des celles qui l’entourent. En ce sens, en divisant les touches de couleurs sur une toile, les néo-impressionnistes cherchent à rendre de manière précise et sensible la couleur des paysages, des portraits et des objets, en produisant des compositions aux touches vibrionnantes.
Adepte de ce nouveau mouvement, Maximilien Luce apporte sa contribution personnelle en appliquant les recherches scientifiques sur l’optique à un thème social, celui du monde ouvrier. Déjà, Luce avait tenté de représenter avec réalisme le monde des prolétaires. Désormais, à partir de 1887, il applique ces théories de la couleur avant-gardiste aux thèmes qui lui sont chers en travaillant dans un style divisionniste. Ainsi tente-t-il de prime abord de représenter des scènes de paysage classique comme dans la Seine à Herblay (1890) avant de se tourner définitivement vers des sujets industriels, notamment avec la Fumée sur la ville (1899).
En ce sens, la peinture de Maximilien Luce est à la fois avant-gardiste d’un point de vue artistique et engagée d’un point de vue politique. En 1887, année où il adhère à la Société des Indépendants, lors d’une exposition où ses toiles sont exposées aux côtés de celles de ses amis divisionnistes, le critique d’art Félix Fénéon dit de lui qu’il est un « nouveau venu, un brutal et un loyal au talent fruste et musculeux. Dans des mansardes sans femmes, un ouvrier nu-torse se débarbouille, un autre trempe une croûte dans un bol ». Fortement marqué par les massacres de la Commune, Luce rend hommage à ses camarades de cœur dans une suite de tableaux entre 1905 et 1918. Aujourd’hui, son œuvre se démarque du mouvement néo-impressionniste par une approche plus spontanée que totalement rationnelle de la théorie divisionniste. Egalement très sensible à la question de la lumière, Maximilien Luce a su transmettre à travers ses toiles de précieux témoignages de la réalité sociale de son temps. Il a également beaucoup représenté la ville de Paris, où il meurt en 1941.
