Nell'estate 1986 Giovanni Trapattoni lo chiama per proporgli il ruolo di vice di Walter Zenga all'. Con i nerazzurri rimane per 5 stagioni, da "riserva", vincendo lo scudetto nella stagione 1988-1989 e disputando 12 partite di campionato. Tra queste va ricordata quella del 4 marzo 1990, allo stadio Flaminio (l'Olimpico era in restauro per gli imminenti Mondiali), contro la Lazio. In quell'occasione Malgioglio sostituisce l'indisponibile Zenga, e per tutto l'incontro, nonostante il gesto pacificatorio del portiere, che aveva portato un mazzo di fiori sotto la curva, viene nuovamente bersagliato di insulti dalla tifoseria biancoceleste.