Subito dopo l'8 settembre 1943 Mario Dagnino, insieme al fratello Nicolò, ancor più giovane di lui ma già da qualche tempo impegnato nella lotta antifascista, si schierò con la Resistenza genovese. Per alcuni mesi operò a Genova, soprattutto per recuperare le armi e i mezzi necessari ai primi gruppi partigiani che si stavano formando in Liguria. Dopo aver intensamente operato in città col fratello, nel febbraio del 1944 Mario decise di raggiungere alle Capanne di Marcarolo, sull'Appennino ligure-piemontese, la formazione partigiana che sarebbe poi diventata la 3a Brigata "Liguria". Con i compagni della "Liguria", Mario Dagnino partecipò valorosamente a numerosi scontri contro le truppe tedesche e le formazioni fasciste.
Nell'aprile del 1944, durante il massiccio rastrellamento nazifascista, che ebbe il suo epicentro alle rovine del convento della Benedicta, il giovane partigiano, dopo aver combattuto contro le truppe tedesche (oltre cinquemila soldati, appoggiati dai fascisti) riuscì a sganciarsi e a giungere a Genova. Catturato dopo pochi giorni, il ragazzo fu prima incarcerato a Marassi e poi trasferito alla Casa dello Studente per esservi interrogato. Sottoposto a tortura, Mario Dagnino si comportò stoicamente. Il ragazzo fu quindi fucilato al Colle del Turchino.
A Mario e a Nicolò Dagnino, caduto in combattimento pochi mesi prima della Liberazione, il Comune di Genova ha intitolato una via di Pegli.