A vívócsaládba született (édesapja tizenhétszeres olasz bajnok párbajtőröző volt) Mangiarotti az 1936-os (párbajtőrcsapat), az 1952-es (párbajtőrcsapat, párbajtőr egyéni), az 1956-os (tőrcsapat, párbajtőrcsapat) és az 1960-as olimpián (párbajtőrcsapat) is aranyérmet szerzett, 1948-ban, Londonban „csak" ezüstérmek jutottak neki. Összesen hat arany-, öt ezüst- és két bronzérmet szerzett az ötkarikás játékokon, tizenháromszoros világbajnok. Az 1960-ban, 41 évesen megszerzett olimpiai érmeivel megdöntötte a finn csodafutó, Paavo Nurmi addig fennálló olimpiai csúcsát (12 érem), Mangiarotti tizenhármas rekordját viszont a szovjet tornásznő, Larissza Latinyina már 1964-ben átírta (18 érem, a mai napig ez a rekord).