Han deltok som meteorolog på Amundsens ekspedisjon med Luftskipet «Norge» i 1926 og ble hyret av Umberto Nobile til ekspedisjonen med Luftskipet Italia i 1928. Etter «Italia»s havari på et isflak nord om Nordaustlandet begav Malmgren og to av det italienske mannskapet seg på vandring i retning mot bebyggelsen i Ny-Ålesund for å skaffe hjelp til de strandede i isen.