Przed II wojną światową był profesorem Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie i członkiem Polskiej Akademii Umiejętności oraz Towarzystwa Naukowego we Lwowie a także archiwistą Archiwum Państwowego we Lwowie (w latach 1925–1939). Po przymusowym wysiedleniu ze Lwowa i od przybycia 21 maja 1945 do Wrocławia był organizatorem i później dyrektorem Instytutu Historycznego Uniwersytetu Wrocławskiego. W zakresie zainteresowań prof. Maleczyńskiego były m.in. – obok średniowiecza i początków polskiej państwowości – dzieje Śląska; był m.in. autorem herbu Wrocławia, przyjętego jako obowiązujący od 1948, aż do zmiany w 1990: połowy czarnego orła śląskiego na złotym polu i połowy białego orła polskiego na polu czerwonym.

Studiował historię we Lwowie na UJK u prof. Stanisława Zakrzewskiego, później podjął pracę naukową na tym uniwersytecie (tamże poznał przyszłą swą żonę, Ewę Maleczyńską (1900–1972), również historyka i profesora UWr) pod kierunkiem S. Zakrzewskiego i O. Balzera. W 1939 miała się ukazać monografia „Bolesław III Krzywousty” jego pióra, ale wybuch wojny pogrzebał te plany; ukazała się ona (pod redakcją W. Korty i A. Gieysztora) dopiero po śmierci autora, w 1975, na podstawie zachowanych fragmentów rękopisu dzieła oraz innych opracowań autora na ten sam temat (m.in. popularno-naukowego opracowania „Bolesław Krzywousty: zarys panowania” wydanego w Krakowie w 1947). Przetłumaczył na język polski liczne źródła historyczne, m.in. „Kronikę polską” Galla Anonima.

Na wrocławskim Oporowie znajduje się ulica Ewy i Karola Maleczyńskich, obok ulic poświęconych innym wrocławskim naukowcom, z których część mieszkała na tym osiedlu.