Malagoli formou-se em Artes decorativas na Escola Profissional Masculina do Brás, em 1922. De 1922 a 1928 estudou no Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo, onde foi aluno de um dos mais conceituados professores italianos de pintura em São Paulo, o siciliano Giuseppe Barchita. Trabalhou com Francisco Rebolo Gonzáles na execução de painéis decorativos. Nessa época, conheceu Alfredo Volpi e Mario Zanini.

Em 1928, ingressou na Escola Nacional de Belas Artes do Rio de Janeiro e, em 1933 passou a integrar o Núcleo Bernardelli, ao lado de João José Rescala, Edson Motta, Milton Dacosta e Joaquim Tenreiro, entre outros.

Em 1942, ganhou o “Prêmio Viagem”, concedido pelo Salão Nacional de Belas Artes, e foi para os Estados Unidos, onde permaneceu de 1943 a 1946. Ali cursou História da arte e Museologia, no Fine Arts Institute da Universidade de Columbia, e Organização de Museus, no Brooklin Museum. Em 1946, aconteceu a sua primeira individual, na Careen Gems Gallery, em Nova York. No mesmo ano, retornou ao Brasil e iniciou atividade como professor, em Juiz de Fora. Logo retorna ao Rio de Janeiro e torna-se professor da Associação Brasileira de Desenho.

Em 1952, transferiu-se para Porto Alegre, passando a lecionar pintura no Instituto de Belas Artes do Rio Grande do Sul até 1976. Assumiu o cargo de superintendente do Ensino Artístico da Secretaria de Educação e Cultura do Estado, tornando-se responsável por toda a Divisão de Cultura da Secretaria. Em 1954, criou o Museu de Arte do Rio Grande do Sul – MARGS, inaugurado em 1957. Integrou a comissão de seleção da Mostra de Arte Gaúcha em 1982.

Em 1997, o Museu de Arte do Rio Grande do Sul passou a se chamar Museu de Arte do Rio Grande do Sul Ado Malagoli, em homenagem ao seu fundador.