Dag Malmberg är utbildad skådespelare vid Scenskolan i Göteborg 1981-1984. Innan dess studerade han sociologi och arbetade även som scenarbetare och regiassistent på Göteborgs Stadsteater, och det var där han fick upp ögonen för skådespeleriet. Därefter har han arbetat vid Unga Riks, Borås stadsteater, Göteborgs stadsteater och gästspel i Malmö, vid Riksteatern, Stockholms stadsteater och Norrbottensteatern.

Dag Malmberg har medverkat i mängder av roller på film, i TV-serier och på teaterscenen, under de senaste åren t ex i Bron och Saltön på SVT, samt i TV-serien Glappet och Sjätte dagen. Dag Malmberg har även regisserat TV-serier som Älskade Lotten och Vita lögner.