Forskare som tittade på 1500 prover av sju malarialäkemedel från sju länder i Sydostasien säger dålig kvalitet och falska tabletter orsakar läkemedelsresistens och behandlingssvikt.
Uppgifter från 21 länder i Afrika söder om Sahara, inklusive över 2 500 narkotikaprover, visade liknande resultat.
Experter säger  
          Lancets infektionssjukdomar
 Forskning är en "uppvakning".
De amerikanska forskare från Fogarty International Center vid National Institutes of Health som utfört arbetet tror att problemet till och med kan vara mycket större än vad data antyder.
– De flesta fall är förmodligen orapporterade, rapporteras till fel myndigheter, eller hålls konfidentiella av läkemedelsföretag, säger forskarna.
Inga stora studier av drogkvalitet har utförts i Kina eller Indien - länder som hyser en tredjedel av världens befolkning och är en "sannolik" källa till många förfalskade läkemedel samt äkta läkemedel mot malaria, säger de.
Ledande forskare Gaurrika Nayyar betonade att 3,3 miljarder människor löper risk att drabbas av malaria, vilket klassificeras som endemiskt i 106 länder.
"Between 655.000 och 1,2 miljoner människor dör varje år från Plasmodium falciparum infektion," sade han.
"Mycket av denna morbiditet och dödlighet skulle kunna undvikas om läkemedel tillgängliga för patienter var effektiva, hög kvalitet, och används korrekt."
I delar av världen där malaria är vanligt förekommande är läkemedel mot malaria allmänt spridda och självreglerade, både korrekt och felaktigt, säger forskarna.
Studien visade att det inte finns tillräckliga möjligheter att övervaka kvaliteten på antimalariska läkemedel och dålig konsument- och hälsoarbetare kunskap om terapierna.
Och det finns en brist på tillsyn av tillverkning och små straffåtgärder för varumärkesförfalskare.
Trots detta har dödligheten i malaria minskat med mer än 25 % globalt sedan 2000, och med 33 % i WHO:s afrikanska region.
Men Världshälsoorganisationen säger att det inte kommer att räcka med att bibehålla de nuvarande framstegen för att uppnå de globala målen för malariabekämpning.
Det kräver förnyade investeringar i diagnostisk testning, behandling och övervakning av malaria.
En tredjedel av de malarialäkemedel som används runt om i världen för att hejda spridningen av sjukdomen är förfalskade, enligt uppgifter.