An der Universität von Bologna war er in den Jahren 1648 und 1649 Professor für Arithmetik, dann von 1649 bis 1668 für Mechanik und schließlich allgemein für Mathematik bis zu seinem Lebensende. Zusätzlich zu seinen mathematischen Studien erwarb Mengoli 1650 einen Doktor der Philosophie und drei Jahre darauf einen Doktor der Rechte. Die Rezeption seiner Arbeiten wurde durch seine eigenwillige Verwendung des Lateinischen erschwert.
Im Jahre 1659 veröffentlichte Mengoli die Schrift Geometriae speciosae elementa, die mit eine Anregung für das 1684 von Gottfried Wilhelm Leibniz veröffentlichte Acta Eruditorum war.
Einer der ersten Mathematikhistoriker, die Mengolis Rolle in der Geschichte der Analysis neu evaluierten, war Giovanni Vacca.