Bagnold, rojen v Leeju v južnem Londonu, se je izobraževal na Charterhouse School in Kraljevi vojaški akademiji v Woolwichu. Leta 1915 je bil imenovan v kraljeve inženirje in je med prvo svetovno vojno služil v Franciji. Po vojni je bil dodeljen egiptovski vojski in je služil v Egiptu in Sudanu. Leta 1931 je objavil knjigo The Physics of Blown Sand and Desert Dunes, ki je postala klasično delo na področju puščavske geomorfologije.
Med drugo svetovno vojno je Bagnold služil v Severni Afriki in Italiji ter bil odlikovan z Redom za zasluge in Redom Britanskega imperija. Leta 1941 je bil izvoljen tudi za člana Kraljeve družbe.
Po vojni se je Bagnold vrnil v Egipt in nadaljeval raziskovanje puščavskih sipin. Napisal je tudi številne knjige o svojih izkušnjah v puščavi, vključno z Libyan Sands (1935), The Nature of Desert Warfare (1941) in A Pilgrimage to Mecca (1933).
Bagnold je umrl v Sevenoaksu v Kentu leta 1990 v starosti 93 let. Velja za enega najvplivnejših puščavskih geomorfologov 20. stoletja.
Poleg svojega dela na puščavskih sipinah je Bagnold prispeval tudi na področju mehanike tal, mehanike tekočin in vojaškega inženirstva. Bil je ploden pisec in predavatelj, njegovo delo pa je trajno vplivalo na preučevanje puščav in razvoj vojaške taktike.