Иккинчи жахрн уруши катнашчиси. Ўрта Осиё индустриал институтини тугатган (1935). 1940—41 йилларда шу институтда декан, доцент. Ўзбекистон Фанлар академияси Геология институтида илмий ходим (1946-49), лаборатория мудири (1949-55) ва директор (1956—60). Гидрогеология ва муҳандислик геологияси институти директори (1960—66). 1966 йилдан Ўзбекистон Фанлар академияси Сейсмология институти директори бўлиб ишлаган.
Илмий ишлари лёс ва лёссимон жинсларнинг генетик типлари, муҳандислик геологик хусусиятлари, физик-механик хоссаларига бағишланган. Ғани Мавлонов Ўрта Осиёда тарқалган тўртламчи давр ётқизиқларини ёшига қараб тўрт даврга бўлди ва уларнинг таркалган майдонларини харитага туширди (1949). Тошкент зилзиласидан кейин сейсмологияга оид тадқиқотлар билан шуғулланган. Жумладан, Тошкент шаҳри ва шаҳар атрофини сейсмик микрорайонлаштириш харитасини, 1978 йил «Ўзбекистонни сейсмик районлаштириш» харитасини янги таҳрирдаги вариантини тузиш ишларига раҳбарлик қилган. Зилзилалар жараёнида ер ости сувлари ва газ таркибларининг ўзгариши ҳақида илмий кашфиёт муаллифи.
Беруний номидаги Ўзбекистон Давлат мукофоти лауреати (1981). Ғани Мавлонов номига Тошкент шаҳрида куча, Сейсмология институти қўйилган, шу институтда Ғани Мавлоновга бағишланган музей (1990) мавжуд.
