Von Laue studierte an der Universität Straßburg Physik und beschäftigte sich nach seinem nach Göttingen schwerpunktmäßig mit der Optik . 1903 promovierte er bei Max Planck in Berlin über die Theorie der Interferenzen an planparallelen Platten und übernahm 1905 bei seinem Doktorvater eine Assistentenstelle. Nach Habilitation 1906 beschäftigte er sich mit der Relativitätstheorie Albert Einsteins und entwickelte 1907 mit optischen Experimenten wichtige Beweise für Richtigkeit des Einsteinschen Additionstheorems . 1909 kam er als Privatdozent an das für theoretische Physik der Universität München .
Nach Kriegsende beteiligte er sich aktiv Wiederaufbau des deutschen Wissenschaftsbetriebs. So gründete er "Deutsche Physikalische Gesellschaft in der Britischen Zone" beteiligte sich u. a. an der Wiedergründung "Verbandes Deutscher Physikalischer Gesellschaften" sowie an der der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig und der Deutschen Forschungsgemeinschaft . 1951 wurde von Laue Direktor am Fritz-Haber-Institut Max-Planck-Gesellschaft in Berlin-Dahlem.