Bagayoko syntyi bambarasotilaan perheeseen. Hän kävi armeijan poikakoulun Katissa ja liittyi Ranskan armeijaan vuonna 1955. Bagayoko osallistui Algerian sotaan ja palasi Malin itsenäistyttyä kotimaahansa. Hän sai sotilaslentäjäkoulutuksen Neuvostoliitossa ja kävi harjoittelun Yhdysvalloissa.