Fiorenzo Magni 1920. december 7-én született a toszkánai Prato közelében fekvő Vaianóban. Tanulmányait hamar félbe kellett szakítania, hogy apjának a vállalkozásában segítsen. Munkája során sokat kerékpározott, ennek köszönhető a kerékpár iránti szeretete. 1936-ban kezdett amatőrként versenyezni, és 1940-ben lett profi versenyző. A háború utáni Olaszországban Magni nem volt túl népszerű jobboldali nézetei miatt, azonban senki nem vonta kétségbe versenyzői képességeit. A későbbi korok hangjai szerint Magni az olasz kerékpársport aranykorának egyik meghatározó alakja volt: a szentháromság, avagy a klasszikus triász tagja Coppi és Bartali mellett. Sokak úgy vélik, sokkal több versenyt nyerhetett volna, ha nem olyan óriásokkal versenyzett volna, mint Coppi, Bartali, Géminiani, Bobet, Kübler vagy Koblet. Ennek ellenére eredményei így is meggyőzőek.

Versenyzői stílusa leginkább Merckxére emlékeztet, erőből versenyzett, folyamatosan támadott, ha a támadás nem bizonyult sikeresnek, akkor újra megindult folytatva ezt addig, amig a mezőny fel nem hagyott a védekezéssel. Géminiani szerint „sikerét annak köszönheti, hogy olyan kifinomult, mint egy fejsze. Taktikája mindig azonos: erő.”

Azon kevesek egyike, akik háromszor nyerték meg a Ronde van Vlaanderent (ezért ő is kiérdemelte a Flandria Oroszlánja nevet), rajta kívül csak Achiel Buysee, Eric Lemann és Johan Museew tudott triplázni, de Magni volt az egyetlen közülük, aki ezt három egymást követő évben tette (1949, 1950, 1951). 1949-ben speciális, fából készült felniket csináltatott magának, ami nem volt annyira merev, mint a hagyományos, és mivel ez a módszer bevált, 1950-ben is evvel a felszereléssel indult a flandriai versenyen. 1956-ig tartó versenyzői pályafutása alatt számos egynapos versenyen állhatott a dobogóra, nem ritkán annak felfelső fokára. Ezüstérmes volt az 1951-es világbajnokságon, harmadik az 1950-es Párizs—Roubaix-n, és háromszoros nemzeti bajnok (1951, 1953, 1954).

Fiorenzo Magni nem csupán az egynapos versenyeken teljesített kiválóan, hanem a nagy körversenyeken is, 6 szakaszt nyert a Vueltán, 1955-ben pedig ponttrikót is megnyerte. Háromszor végzett összetettben az első helyen a Giro d’Italián (1948, 1951, 1955).

Egyes vélemények szerint Magni megnyerhette volna az 1950-es Tour de France-ot, ám az olasz csapat kiszállt a versenyből. Coppi egy sérülés miatt feladta a versenyt, így Bartali lett a csapat kapitánya, aki tetemes hátrányban állt az összetett versenyben, ám a pireneusi szakaszok segíthettek Bartali helyzetén. A Col d’Aspinen el is szakadt a mezőnytől, csak Jean Robic tudta tartani magát. A csúcs közelében azonban egy fotós eléjük lépett, a bukást egyikük sem tudta elkerülni. A francia szurkolók gúnyolódni kezdtek az olasz versenyzőn, sőt meg is ütötték őt. Bartali a szakasz további részén dühből hajtott, meg is nyerte az etapot, és csapattársa, Magni megszerezte a sárga trikót, akinek azonban már nem volt ideje viselni azt. A két olasz csapat úgy döntött, hogy a Bartalit ért atrocitások miatt visszalép a versenyzéstől.

Az 1955-ös Girón Magni a második szakasztól viselte a rózsaszín trikót, ami végül Nencinire került. A verseny utolsó előtti, Trento és San Pellegrino közötti szakaszán Nencini defektet kapott, ekkor Coppi és Magni megszöktek a mezőnytől, 170 km-t tekertek együtt szökésben, olyan volt ez, mint egy időfutam. Az olasz rádió megszakította adását, hogy a két öreg szökését élőben közvetítse. Magni úgy emlékszik vissza erre a szakaszra, hogy kezdetben csak Viva Nencini feliratú transzparenseket látott mindeütt, de amikor a rádió közvetíteni kezdte a szakaszt, új táblák tűntek fel Viva Coppi, illetve Viva Magni felirattal. Emberek ezrei tódultak ki az utcákra és utakra, hogy a két nagy öreget láthassa. Az etapot Coppi nyerte, de Magni visszaszerezte a rózsaszín trikót, és harmadik alkalommal is megnyerte a Giro d’Italiát, immár 35 évesen, ami rekord a verseny történetében.

Magni egy interjúban úgy nyilatkozott, hogy élete legnagyszerűbb sikere, hogy 1956-ban második lett a Girón. A 12. szakaszon (Grosseto—Livorno) a Volterra lejtőjén bukott, és eltörte a bal kulcscsontját. A szakaszt befejezte, majd kórházba vitték, ahol az orvosok a verseny befejezésére szólították fel. Mivel a következő nap pihenőnap volt, Magni úgy vélte, a pihenés majd segít, ezért nem szállt ki a versenyből. Törése miatt azonban nem tudta az emelkedőkön megfelelően tartani a kormányt, ezért egy belső gumit kötött a kormányra, másik végét pedig a fogával szorította. Ez segített, ám a 16. szakaszon (Bologna—Rapallo) újra bukott, ezúttal a bal felkarcsontját törte. Mentőbe tették, hogy kórházba szállítsák. Az autóban viszont észbe kapott, és újra nyeregbe szállt. A mezőny bevárta, így aránylag jó helyen ért célba. Sérülései ellenére nem volt hajlandó feladni a versenyt, elmondása szerint a lejtmenetekben volt problémája, mivel a bal kezét nem tudta fékezéskor rendesen használni. A rettenetes 20. szakaszon harmadiként ért célba, és az összetettben feljött a második helyre. A Girót végül másodikként fejezte be, és végre elment egy orvoshoz, aki begipszelte a törött csontjait. De Magni nem nyugodhatott, megkérte egyik szerelőjét a műhelyében (egy autókereskedést vezetett civilben), hogy egy lemezvágó ollóval vágja le róla a gipszet, hogy ne essen ki az edzésből.

Magni volt az első, aki a sportba a kerékpáriparon kívüli szponzort vont be, 1952-ben a Nivea által támogatott versenyzőként állt rajthoz a versenyeken, 1954-től pedig állandósult a Niveával kötött szerződéses kapcsolata.

1956-ban fejezte be az aktív versenyzést, ám a sporttól nem távolodott el, évekig dolgozott az olasz válogatottnak. Magni sokat tett azért, hogy a kerékpáros múzeum méltó helyet kapjon a Ghisallón a szentély közelében egy új épületben. Jelenleg Monzában egy autókereskedést vezet.