Dal 2009 al 2013 è segretario dell'Associazione Radicali Roma ed è tra i promotori delle proposte di delibere popolari per il Registro Comunale dei Testamenti Biologici e il riconoscimento delle unioni civili.
Il 4 novembre 2015 viene eletto segretario dei Radicali Italiani, dal congresso nazionale riunitosi a Chianciano Terme, con 102 voti favorevoli contro i 16 dell'altro candidato Nicolino Tosoni, le 17 schede bianche e le 5 nulle.
Alle elezioni amministrative del 2016 si ricandida al consiglio comunale di Roma, come capolista della civica "Radicali, Federalisti, Laici, Ecologisti" a sostegno del candidato sindaco del PDRoberto Giachetti, raccogliendo 2.606 preferenze ma non venendo rieletto.
Promuove, con Radicali Italiani, Forza Italia e la federazione romana del PD, il voto a favore del «Sì» al referendum consultivo per mettere a gara il servizio di trasporto pubblico locale di Roma Capitale. Il referendum avrà esito positivo con il «Sì» che ottiene il 75% dei voti. Tuttavia, la Sindaca Virginia Raggi in un primo momento non proclama il risultato, ritenendo il mancato raggiungimento del quorum. Il TAR Lazio, con sentenza, a dicembre 2019, ha definitivamente stabilito la validità del Referendum, non essendo il quorum previsto dalle disposizioni statutarie vigenti.
Il 18 luglio 2021, durante il secondo congresso di +Europa, viene eletto presidente del partito con il 60% dei voti dei delegati. Nello stesso anno è tra i promotori del Referendum per la Legalizzazione della Cannabis, per il quale sono state raccolte 630 mila sottoscrizioni in meno di un mese anche grazie alla possibilità di raccogliere le firme digitalmente tramite SPID, introdotta per la prima volta in Italia proprio grazie a un emendamento di Riccardo Magi.
Durante il terzo congresso di +Europa, tenutosi a Roma tra il 24 e il 26 febbraio 2023, Magi viene eletto segretario del partito con 211 voti, grazie all'accordo con l'ex sindaco di ParmaFederico Pizzarotti, e succedendo a Benedetto Della Vedova, venendo confermato in tale ruolo al quarto congresso di +Europa (Roma, 7-9 febbraio 2025) con 205 voti.
Al termine del quarto congresso nazionale del partito, organizzato sempre a Roma dal 7 al 9 febbraio 2025, Magi viene riconfermato come segretario del partito, con 205 voti. Nell'estate del 2026 finisce però in minoranza, osteggiato dal presidente Matteo Hallissey e dal collega Benedetto Della Vedova che invocano la convocazione di un nuovo congresso.
Referendum sulla cittadinanza
Il 4 settembre 2024, Magi ha depositato in Corte suprema di cassazione un quesito referendario abrogativo che richiedeva il dimezzamento del numero di anni (da dieci a cinque) di legale soggiorno del cittadino straniero extracomunitario per poter presentare la richiesta di concessione della cittadinanza italiana. Tra i promotori del referendum, oltre a +Europa, figuravano il Partito della Rifondazione Comunista, il Partito Socialista Italiano, Possibile e i Radicali Italiani, numerose associazioni di persone con background migratorio come Italiani senza cittadinanza, CoNNGI (Coordinamento Nazionale Nuove Generazioni Italiane) e Idem Network, e altre organizzazioni della società civile, fra cui Libera, A Buon Diritto, Gruppo Abele e ARCI, oltre a varie personalità come Mauro Palma (ex Garante Nazionale dei diritti delle persone private della libertà personale), Luigi Manconi e Ivan Novelli (presidente di Greenpeace Italia). In seguito a una campagna di raccolta firme digitale, il referendum ha raggiunto l'obiettivo minimo delle 500.000 firme il 24 settembre. Tutte le sottoscrizioni, che hanno infine raggiunto quota 637.487, sono state depositate dai promotori in Cassazione il 30 settembre seguente.
Il quesito è stato dichiarato conforme a legge dall'Ufficio centrale per il referendum il 12 dicembre 2024, per poi essere dichiarato ammissibile dalla Corte costituzionale il 20 gennaio 2025, con sentenza depositata il 7 febbraio.
Il 14 maggio 2025, durante un question time alla Camera, Magi è entrato nell'aula travestito da fantasma, accusando il Governo Meloni di scarsa informazione riguardo ai referendum sulla cittadinanza e sul lavoro, e protestando contro l'invito dei partiti di maggioranza all'astensione; il gesto, per cui Magi è stato espulso dall'aula stessa, ne riprendeva uno analogo dell'attivista dei RadicaliMarco Pannella in occasione del referendum sulla caccia del 1997.
