Figlio di un artigiano, nacque a Firenze il 28 ottobre 1633. Ancora bambino rimase orfano del padre e dopo aver studiato fino al 1649 entrò come apprendista in una bottega di orefici, ma lasciò presto quersto lavoro per dedicarsi interamente ai libri e allo studio.
Entrò in contatto con diversi letterati ed artisti e proseguì i suoi studi sotto la guida di Michele Ermini, bibliotecario del cardinale Leopoldo de'Medici.,
Grazie alla sua vastissima erudizione che comprendeva la conoscenza del latino, del greco e dell'ebraico, divenne bibliotecario dei Granduchi di Toscana e nel 1673 ebbe da Cosimo III la guida della Biblioteca Medicea Palatina di Palazzo Pitti.
Trascorse tutta la vita a Firenze dedicandosi alla Biblioteca Medicea Palatina e alle altre biblioteche dei Medici. Condusse rapporti con i più importanti librai europei e fu di riferimento perr molti intellettuali e letterati che richiedevano la sua consulenza sugli argomenti più disparati.
La sua attenzione per testi non ortodossi provocò sospetti di eresia da parte dell'Inquisizione, ma Magliabechi riuscì ad aggirare il problema grazie alla sua grande fama internazionale.
Ritiratosi negli ultimi tempi nel convento di Santa Maria Novella, vi morì il 4 luglio 1714.
Lasciò alla popolazione di Firenze una raccolta di circa 30.000 volumi fra manoscritti ed opere stampate, raccolta che formò la prima biblioteca pubblica della città e costituisce il nucleo originale dell'attuale Biblioteca Nazionale Centrale.