Es war Baj, der ihm Enrico Castellani und Piero Manzoni vorstellte, mit denen Agostino Bonalumi 1959 die Kunstzeitschrift Azimuth gründete. Die Zeitschrift erschien nur in zwei Ausgaben, die erste 1959 und die zweite im folgenden Jahr 1960.
Im selben Jahr 1959 endete die Zusammenarbeit der drei Künstler aus persönlichen Gründen. In dieser Zeit begann der Maler, mit einer eigenen künstlerischen Individualität aufzutreten. Gegen Ende desselben Jahres erschien zum ersten Mal die ausgestülpte Leinwand. Die Ausstülpungen sind Ausdruck einer Kunst, die nicht nur betrachtet wird, sondern mit ihrer Plastizität eine Illusion von Bewegung schafft und scheinbar auch berührt werden will, um den Betrachter zur Entdeckung der Dreidimensionalität und damit der Komplexität der Welt zu führen. Das Spiel von Hell und Dunkel, das die Maler zur Tiefenwirkung nutzten, überschreitet hier die Illusion und wird konkret und unbestreitbar. Eine Kunst, die das Erscheinungsbild und alle seine Theorien übersteigt, um sich so zu zeigen, wie sie wirklich ist: eine Verbindung von visuellen Empfindungen, die von der bildlichen Ebene in den Raum des Betrachters eindringen und ihn an seiner eigenen Realität teilhaben lassen.
1961 heiratet der Maler, der dank seiner Teilnahme an zahlreichen internationalen Ausstellungen inzwischen ein Versprechen der italienischen Kunst geworden ist, Giuliana Oliva, die er am Arbeitsplatz kennenlernte, auf den er noch nicht verzichten konnte. Im selben Jahr beschließt er, unterstützt von seiner Frau, sich ausschließlich der Kunst zu widmen, und 1964 schließt er seinen ersten Vertrag mit Arturo Schwarz ab und stellt im folgenden Jahr bei der Eröffnung seiner Galerie aus.
1967 zeigt Bonalumi während der Ausstellung "Der Raum des Bildes" seine erste Installation namens Bewohnbares Blau. Dieses Werk, das die einzigartige und originelle Natur des Denkens eines fast philosophischen Künstlers symbolisiert, befindet sich an der Schnittstelle zwischen Skulptur und Architektur, ohne dass diese beiden Welten getrennt werden können. Auf einer runden Basis gebaut, vermittelt es sofort den Eindruck einer Kunst, die, wie der Titel andeutet, zum Raum wird. Es wird somit bewohnbar. Und das auf eine Weise, die den Betrachter einzuladen scheint, ihn in seiner monochromen Note einzuhüllen. Die Wand ist mit Ausstülpungen übersät, die sich von unten nach oben fortsetzen und einen optischen Illusionseffekt sowie fast eine taktile Wahrnehmung erzeugen, unterstützt durch den lentikularen Boden.
Im Privatleben versucht Agostino Bonalumi, die Lücken seiner Schulbildung, die mit der Mittelschule endete, durch das Studium der Philosophie zu schließen und zeigt besonderes Interesse an der Phänomenologie.
Von Anfang der 70er bis Ende der 80er Jahre schafft der Künstler eine neue Serie von Werken, die als "Raster" bezeichnet werden und bis 1989 fortgeführt werden.
1990, nach Abschluss des Rasterzyklus, überarbeitet Bonalumi das Konzept der Ausstülpung basierend auf einer Stahlstruktur, die fast lebendig zu werden scheint.
2002 wird ihm außerdem der Preis "Präsident der Republik" von der Accademia di San Luca in Rom verliehen.
In den folgenden Jahren setzt er seine künstlerische Tätigkeit fort und produziert seine letzten Werke mit der Technik des Stahlstabs.
Seit längerer Zeit krank, stirbt Agostino Bonalumi am 18. September 2013 infolge eines Zusammenbruchs.