Il se révèle durant les Championnats d'Europe espoirs 2005 d'Erfurt en se classant deuxième derrière l'Allemand Robert Harting. Sixième des Championnats d'Europe 2006, il remporte l'épreuve du lancer du disque des coupes d'Europe des nations 2006 et 2007. Sélectionné pour les Jeux olympiques de Pékin, en 2008, Piotr Małachowski monte sur la deuxième marche du podium avec 67,82 m, devancé d'exactement un mètre par l'Estonien Gerd Kanter.