O'Malley blev født i Castlebar i Mayo i en respektabel katolsk middelklassefamilie. Faren arbejdede for Congested Districts Board, som organiserede jordreformer i det vestlige Irland. Politisk var forældrene konservative nationalister, som støttede Irish Parliamentary Party. Da O'Malley var barn flyttede familien til Dublin. Han studerede medicin ved universitetet her, da Påskeoprøret brød ud i april 1916. Han var først blevet overtalt af studiekammerater til at organisere et forsvar af Trinity College, en traditionel protestantisk og britiskvenlig institution. Men han kom senere til at sympatisere med oprørerne, og sammen med en ven lånte han en riffel og skød på britiske soldater.