Był związany z Wydziałem Mechanicznym Technologicznym, a następnie Wydziałem Mechaniki Precyzyjnej (obecnie Mechatroniki) Politechniki Warszawskiej, gdzie pracował kolejno na stanowiskach: asystent (1954–1958), starszy asystent (1958–1965), adiunkt (1965–1972), docent (1972–1991), profesor nadzwyczajny (1991–1997) oraz zwyczajny (1997–2004).

W 1964 roku Zdzisław Mrugalski uzyskał stopień doktora, a w 1974 doktora habilitowanego. Tytuł profesora nauk technicznych otrzymał w roku 1991. W latach 1975–1981 był prodziekanem Wydziału Mechaniki Precyzyjnej Politechniki Warszawskiej, a w latach 1981–1987 jego dziekanem. Pełnił też funkcję dyrektora Instytutu Konstrukcji Przyrządów Precyzyjnych i Optycznych (1991–1993) i kierownika Zakładu Konstrukcji Urządzeń Precyzyjnych (1992–1997). W latach 1980–2003 był członkiem Rady Naukowej Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów w Warszawie oraz kilku innych rad naukowych, a od 1996 współredaktorem czasopisma Pomiary, automatyka, robotyka.