Исмагилов в 1937 году поступил учиться в башкирскую студию при МГК имени П. И. Чайковского.
После завершения обучения в студии (1948), он заканчивает композиторский факультет Московской консерватории по классу композиции В.Г. Фере (1954). Дипломная работа композитора — опера «Салават Юлаев».
С 1942 года член Союза композиторов СССР. B 1941-44 годы - ответственный секретарь, в 1954-78 годы - председатель союза композиторов Башкирской АССР, секретарь СК РСФСР (с 1960), первый ректор и создатель Уфимского института искусств (1968—1988), (профессор с 1977 года).
Творчество композитора масштабно. Огромный вклад З. Исмагилов внес в развитие национальной оперы, камерно-вокальной, хоровой и инструментальной музыки. Идейная направленность и тематика произведений созвучна времени и отражает гражданско-патриотическую, национальную направленность творчества, утверждающую темы дружбы и любви. В своем творчестве композитор продолжает развивать традиции классиков русской музыкальной культуры, их исторических и музыкально-драматических концепций (М. Глинки, М. Мусоргского, Н. Римского-Корсакова, А. Бородина).
Композитор также внес значительный вклад в развитие жанра национальной хоровой кантаты, оратории, цикла («Я — россиянин», «Слово матери» и другие), симфонической музыки (Концерт и Концертино для фортепиано с оркестром, «Праздничная увертюра», Симфоническая сюита). Свыше 300 песен и романсов составляли камерно-вокальную сферу интересов композитора. Он являлся одним из ведущих композиторов-песенников, продолжающих развивать традиции русского романса и бытовой песни. В них нашли воплощение тонкие субъективно-лирические настроения, зарисовки природы, юмористические жанровые сценки: «Лети, мой гнедой» (сл. Н. Идельбая), «Соловей» (сл. Я. Кулмыя), «Котелок» (ст. Н. Наджми), «Чай грузинский, мёд башкирский» (сл. С. Кудаша) и т. д.
При жизни композитора был открыт музей в деревне Серменево Белорецкого района. В октябре 2008 года открыт памятник в Уфе, в сквере рядом с Башкирским государственным театром оперы и балета. В честь Загира Исмагилова в 2006 году получила название новая улица в микрорайоне Южный, Уфа, названа улица в деревне Серменево Белорецкого района. Имя Загира Исмагилова носит Уфимская Государственная Академия Искусств.