Pelagio Palagi frequenta a Bologna l’Accademia Clementina. Successivamente a Roma (1806/1815), all’Accademia di San Luca, dove più convinta si fa l’adesione al Neoclassicismo,  si perfeziona in pittura, sotto la guida di Vincenzo Camuccini, dipinge per al Quirinale e a Palazzo Torlonia. Nel 1810 è presente al Salon parigino e dal 1815 al 1832 lavora a Milano. Presente all’esposizione di Brera del 1818, si avvicina, a partire dagli anni Venti, allo Storicismo romantico, grazie anche alla duratura amicizia con il pittore Francesco Hayez (1791-1882) con il quale lavora alla decorazione delle sale della "Lanterna" di Palazzo Reale. Su invito di Carlo Alberto, nel 1832, si trasferisce a Torino. Dal 1834 sovrintende ai lavori di arredo del Castello di Racconigi del Palazzo Reale di Torino e del castello di Pollenzo. Nominato direttore della Scuola d’Ornato della Reale Accademia di Belle Arti, si occupa delle raccolte archeologiche e numismatiche e coltiva l’ interesse per la cultura antica.  
Tra le sue opere si ricordano: la "Cancellata" e la decorazione del "Salone da Ballo" in Palazzo Reale (1834/1840); il rinnovo dell’aula e del boccascena del Teatro Regio (1837, distrutto nell’incendio del 1936); la "Margheria", nel parco del castello di Racconigi, uno dei primi esempi di architettura neogotica in Italia; il monumento in bronzo a Amedeo VI, detto il "Conte Verde" (1844/1847 inaugurato nel 1853).  
Il "Gabinetto etrusco" (1834) allestito nel castello di Racconigi, destinato a studio privato di Carlo Alberto, realizzato dall’ebanista Guido Capello detto il Moncalvo, presentato all’Esposizione Universale di Londra del 1851, ottiene un grande successo (1).