Karir Malesani sebagai pemain sebagian besar dihabiskan di tim amatir Verona, Audace S. Michele, di mana ia mendapatkan promosi dari Serie D ke Serie C pada musim 1976-77, tampil sebanyak empat belas kali pada musim tersebut. Ia pensiun dari bermain sepak bola pada usia 24 tahun, dan bekerja di Canon di Amsterdam, di mana ia mempelajari metode pelatihan total football Ajax Amsterdam. Semangatnya dalam melatih begitu besar, sehingga pada bulan madu, ia memutuskan untuk pergi ke Barcelona untuk menonton sesi pelatihan Johan Cruyff di FC Barcelona.
Malesani meninggalkan pekerjaannya di Canon pada tahun 1990 untuk mengejar karir kepelatihan di tim Allievi Chievo di Serie C1. Pada tahun 1991, ia menjadi asisten pelatih Carlo De Angelis di tim utama, dan pada tahun 1993 ia menjadi pelatih kepala. Musim pertamanya sebagai pelatih kepala berakhir dengan promosi historis ke Serie B untuk Chievo yang saat itu belum dikenal.
Malesani meninggalkan Chievo pada tahun 1997 setelah tiga musim di Serie B dan hampir berhasil promosi ke liga Serie A untuk menjadi bos Fiorentina, di mana ini adalah pengalamannya pertama di papan atas Italia. Musim yang baik di Fiorentina meyakinkan Parma untuk menunjuk Malesani sebagai pelatih kepala baru pada tahun 1998, di mana ia memenangkan Coppa Italia, Piala UEFA, dan Piala Super Italia, serta meraih dua tempat keempat sebelum dipecat selama musim 2000-01.
Setelah kehilangan pekerjaannya di Parma, Malesani melatih Verona dan Modena, gagal menyelamatkan kedua klub dari degradasi dalam kedua kasus tersebut. Kemudian, ia pindah ke luar negeri untuk melatih klub Yunani, Panathinaikos. Panathinaikos tetap menjadi klub dengan persentase kemenangan tertinggi dalam karier Malesani hingga saat ini (60%).
Malesani diangkat menjadi pelatih Udinese pada Januari 2007, menggantikan Giovanni Galeone. Ia membawa timnya finis di peringkat kesepuluh dalam tabel akhir Serie A 2006-07, hanya tujuh poin dari zona degradasi, namun tidak dipertahankan untuk musim berikutnya. Pada 27 November 2007, ia diumumkan sebagai pelatih kepala baru Empoli, menggantikan Luigi Cagni. Namun, ia dipecat pada 31 Maret 2008 setelah kekalahan kandang 0-2 dari U.C. Sampdoria yang membuat Empoli berada di posisi terbawah dalam tabel liga.
Pada 23 November 2009, ia diangkat sebagai pelatih kepala baru Siena, menggantikan Marco Baroni. Pada 21 Mei 2010, ia diberhentikan oleh Siena. Pada 1 September 2010, ia menandatangani kontrak satu tahun untuk Bologna. Setelah musim yang sukses di mana klubnya finis di peringkat ke-16, enam poin di atas zona degradasi, meskipun didiskualifikasi tiga poin karena masalah pajak dan perselisihan atas kepemilikan klub, Malesani digantikan oleh Pierpaolo Bisoli pada 26 Mei 2011.
Pada 19 Juni 2011, Genoa secara resmi mengumumkan bahwa Malesani akan menjadi pelatih kepala tim pertama. Namun, setelah Genoa kalah 1-6 dari Napoli, Malesani dipecat. Ia kembali ke Genoa pada 2 April 2012, menggantikan Pasquale Marino yang sebelumnya menggantikannya hanya untuk dipecat beberapa bulan kemudian. Kedua periode Malesani sebagai pelatih Genoa hanya berlangsung selama dua puluh hari, karena ia dipecat sekali lagi pada 22 April setelah kekalahan kandang 1-4 dari Siena yang membuat Genoa hanya terpaut satu poin dari zona degradasi, dan memicu protes massal dari para penggemar Genoa selama pertandingan.
Pada 5 Februari 2013, Malesani diangkat sebagai manajer Palermo. Namun, setelah tiga pertandingan di bawah kepemimpinannya, pada 24 Februari 2013 Malesani diberhentikan dari jabatannya sebagai manajer.
Pada 29 Januari 2014, diumumkan bahwa Malesani telah setuju untuk menjadi manajer baru tim Serie A, Sassuolo.
Malesani juga terlibat dalam beberapa kontroversi. Pada 18 November 2001, setelah memenangkan pertandingan melawan Hellas Verona, ia memutuskan untuk mengejek dan menghina para pemain lawan, yang menyebabkan kemarahan dan protes dari klub lawan.