Elève de l'Ecole normale supérieure, il a d'abord enseigné en lycée avant de rejoindre la faculté, à Aix puis à l'université Panthéon-Sorbonne. Il a été professeur au Collège de France de 1986 à 1997, où il a tenu la chaire d'histoire contemporaine.
Les travaux de Maurice Agulhon ont porté sur le concept de sociabilité (La République au Village, 1970), la symbolique républicaine, ses effigies, ses rites (Marianne au combat, 1979, Marianne au pouvoir, 1989, Les métamorphoses de Marianne, 2001) ou encore la pratique du pouvoir par le général De Gaulle (Coup d'Etat et République, 1997).
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