Rođen u Leeju u južnom Londonu, Bagnold se školovao u Charterhouse School i Kraljevskoj vojnoj akademiji u Woolwichu. Primljen je u Kraljevske inženjere 1915. godine i služio je u Francuskoj tijekom Prvog svjetskog rata. Nakon rata je upućen u egipatsku vojsku i služio je u Egiptu i Sudanu. Godine 1931. objavio je knjigu The Physics of Blown Sand and Desert Dunes, koja je postala klasično djelo na području pustinjske geomorfologije.
Tijekom Drugog svjetskog rata, Bagnold je služio u Sjevernoj Africi i Italiji, te je odlikovan Ordenom za istaknute zasluge i Redom Britanskog Carstva. Također je 1941. izabran za člana Kraljevskog društva.
Nakon rata Bagnold se vratio u Egipat i nastavio istraživanje pustinjskih dina. Također je napisao niz knjiga o svojim iskustvima u pustinji, uključujući Libyan Sands (1935.), Prirodu pustinjskog ratovanja (1941.) i Hodočašće u Meku (1933.).
Bagnold je umro u Sevenoaksu, Kent, 1990. u dobi od 93 godine. Smatra se jednim od najutjecajnijih pustinjskih geomorfologa 20. stoljeća.
Uz svoj rad na pustinjskim dinama, Bagnold je također dao doprinos u poljima mehanike tla, mehanike fluida i vojnog inženjerstva. Bio je plodan autor i predavač, a njegov je rad imao trajan utjecaj na proučavanje pustinja i razvoj vojne taktike.