Margil ingresó en la Orden Franciscana en su ciudad natal de Valencia, España, el 22 de abril de 1673. Tras su ordenación sacerdotal, se ofreció como voluntario para las misiones indígenas de América y llegó a Vera Cruz el 6 de junio de 1683. Estuvo destinado en el colegio de misioneros de Santa Cruz, Querétaro, pero en general se dedicó a llegar a las misiones de Yucatán, Costa Rica, Nicaragua y sobre todo a Guatemala.
Caminaba siempre descalzo, sin sandalias, ayunaba todos los días del año, no consumía carne ni pescado y se aplicaba la disciplina y otros instrumentos de penitencia sin piedad. Dormía muy poco, pero pasaba en oración la mayor parte de la noche, así como el tiempo destinado a la siesta.
El 25 de junio de 1706, Margil fue nombrado primer guardián del recién erigido colegio de misioneros de Guadalupe, Zacatecas. En 1716 dirigió un grupo de tres padres y dos hermanos laicos hacia Texas, y fundó las misiones de Guadalupe entre los nacogdoches, Dolores entre los ays y San Miguel entre los adays. Estos lugares se encuentran en el actual este de Texas y el norte de Luisiana.
Cuando los franceses destruyeron estas misiones, el padre Margil se retiró al río San Antonio. Permaneció cerca de la actual ciudad de San Antonio, Texas, durante más de un año. Allí estableció la Misión San José (Texas) para servir a los indios coahuiltecos.
Después regresó con sus sacerdotes al escenario de su anterior actividad, restauró las misiones y se dedicó a los colonos franceses de Luisiana. En 1722 fue elegido guardián de su colegio; al término de su mandato, reanudó la labor misionera en México. Murió en la ciudad de México en el Convento Grande de San Francisco.