Ukończyła z wyróżnieniem Akademię Muzyczną im. S. Moniuszki w Gdańsku oraz kurs operowy Guildhall School of Music and Drama w Londynie, gdzie otrzymała Złoty Medal dla najlepszej absolwentki 2012/2013. W 2008 roku była również uczestniczką Opera Studio Accademia Nazionale di Santa Cecilia w Rzymie, gdzie pracowała m.in. pod kierunkiem Renaty Scotto. Obecnie pozostaje pod opieką wokalną Yvonne Kenny. W trakcie kursu operowego w GSMD pracowała z Rudolfem Piernay. Kursy mistrzowskie odbyła pod kierunkiem takich artystów, jak: Gerald Finley, Anita Garanča, Helena Łazarska czy Claudio Desderi. Bogaty repertuar solistki obejmuje pieśni, dzieła oratoryjne i kantatowe. W londyńskiej sali Barbican prezentowała między innymi pieśni K. Szymanowskiego oraz A. Dvořáka. Na zaproszenie Malcolma Martineau nagrała do jego interpretacji dzieł wszystkich F. Poulenca cykl Huit chansons polonaises. Wielokrotnie dokonywała prawykonań dzieł współczesnych, m. in. kantaty Rhythmi Urbani K. Dębskiego czy Vanity L. Stylesa. Jednak jej ukochanym gatunkiem pozostaje opera. Zadebiutowała w 2011 roku na deskach Teatru Wielkiego - Opery Narodowej w operze Jakob Lenz W. Rihma. W tym teatrze zadebiutowała także w roli pierwszoplanowej, śpiewając tytułową partię w Halce S. Moniuszki. Dziś na stałe współpracuje m.in. z: Operą Wrocławską, Operą Krakowską, Operą Podlaską oraz Glyndebourne Festival i Baden-Baden Festspiele. Artystka wykonywała wiele ról Mozartowskich m.in. rolę Donny Elviry w Don Giovannim, Fiordiligi w Così fan tutte, Hrabiny w Weselu Figara, Vitellii w Łaskawości Tytusa czy Armindy w Rzekomej ogrodniczce. Ma w repertuarze również partie: Małgorzaty i Heleny z opery Mefistofeles A. Boito, Micaëli w Carmen G. Bizeta, Mimi w Cyganerii G. Pucciniego, Tatiany w Eugeniuszu Onieginie P. Czajkowskiego, Kurfürstin w Der Vogelhändler C. Zellera, Rosalindy w Zemście nietoperza J. Straussa i Matki w Jasiu i Małgosi E. Humperdincka. W 2016 roku po raz pierwszy dała się usłyszeć w roli Toski w operze G. Pucciniego w produkcji Opery Wrocławskiej. W 2014 Magdalena Molendowska zadebiutowała jako Die Milliner w Kawalerze srebrnej róży i Annina w Traviacie w premierach zarejestrowanych dla Glyndebourne Festival, a w 2016 odbyła trasę z zespołem Glyndebourne Tour jako Donna Elvira (Don Giovanni).
