Pavarotti și-a făcut debutul în operă în rolul Rodolfo din La bohème de Puccini la 29 aprilie 1961, în orașul Reggio Emilia. Curând a cântat în: Opera de Stat din Viena. A cântat în Statele Unite ale Americii alături de Joan Sutherland. În 1965 a cântat la La Scala, probabil cel mai faimos dintre toate teatrele de operă. A cântat în celebra producție Franco Zeffirelli a operei La Bohème, cu Mirella Freni cântând Mimi și Herbert von Karajan dirijând. . Prima sa apariție în rolul lui Tonio în La fille du régiment de Donizetti a avut loc la Covent Garden, la 2 iunie a aceluiași an. Interpretările sale în acest rol au fost cele care au făcut ca oamenii să îl numească "Regele Do-urilor înalte" (nota Do deasupra Do-ului mediu este o notă foarte înaltă pentru un tenor).
Pavarotti a învățat multe alte roluri de operă și a cântat în toată lumea. În 1972, a cântat într-o producție cu La fille du régiment de Donizetti la Metropolitan Opera din New York. Publicul a fost uimit când a cântat nouă do mari. Au aplaudat atât de mult, încât a avut 17 apeluri la cortină. A cântat rolul Rodolfo din (La bohème) în prima emisiune televizată Live From The Met din martie 1977, care a atras una dintre cele mai mari audiențe de până acum pentru o operă televizată. A câștigat numeroase premii Grammy și discuri de platină și de aur pentru interpretările sale.
În 1976, Pavarotti a cântat la Festivalul de la Salzburg, unde a susținut un recital solo. A revenit la festival în 1978 cu un recital și în calitate de cântăreț italian în Der Rosenkavalier, în 1983 cu Idomeneo și atât în 1985, cât și în 1988 cu recitaluri solo.
În 1977 a apărut un articol de copertă în revista Time Magazine despre el. În același an, Pavarotti a revenit la Opera de Stat din Viena, unde nu mai fusese de 14 ani. Sub bagheta dirijorului Herbert von Karajan, Pavarotti a cântat Manrico în Il trovatore. În 1978, a apărut într-un recital solo în cadrul emisiunii Live from Lincoln Center.
Și-a făcut debutul în recital internațional la William Jewell College din Liberty, Missouri, în 1973, în cadrul programului de arte frumoase al colegiului, cunoscut acum sub numele de Harriman-Jewell Series. Transpirând din cauza nervilor și a unei răceli, a ținut o batistă în mână pe tot parcursul concertului. Batista a fost adesea asociată cu el după aceea în timpul concertelor sale solo.
Anii 1980-1990
La începutul anilor 1980, a înființat Concursul Internațional de Canto Pavarotti pentru tineri cântăreți, concertând cu câștigătorii în 1982 în fragmente din La bohème și L'elisir d'amore. Concursul a oferit tinerilor o șansă de a-și începe cariera de cântăreț. Acesta a fost repetat în 1982. Ei au călătorit chiar și în China.
În 1992, Pavarotti a cântat la Scala într-o nouă producție Zeffirelli a operei Don Carlo condusă de Riccardo Muti. Prestația lui Pavarotti a fost aspru criticată de unii observatori și huiduită de o parte din public. Cântărețul nu a mai revenit niciodată la La Scala după aceea.
Pavarotti a devenit și mai cunoscut în întreaga lume în 1990, când a cântat aria lui Giacomo Puccini, "Nessun Dorma" din Turandot, care a fost folosită ca temă muzicală pentru transmisia televizată BBC a Cupei Mondiale FIFA din 1990 din Italia. Aria a făcut din el un fel de star pop și a rămas melodia sa de marcă. Aceasta a fost urmată de concertul de mare succes "Three Tenors", susținut în ajunul finalei Cupei Mondiale de fotbal la Băile antice Caracalla din Roma, alături de ceilalți tenori Plácido Domingo și José Carreras și de dirijorul Zubin Mehta, care a devenit cel mai bine vândut disc de muzică clasică din toate timpurile. Punctul culminant al concertului a avut loc atunci când Pavarotti a cântat o parte celebră din "'O Sole Mio" de di Capua. Domingo și Carreras l-au copiat, iar publicul s-a bucurat foarte mult. Acesta a fost unul dintre cele mai amintite momente din opera vremurilor noastre. De-a lungul anilor 1990, Pavarotti a apărut în multe concerte mari în aer liber, inclusiv concertul său televizat din Hyde Park din Londra, care a atras un public record de 150.000 de persoane. În iunie 1993, peste 500.000 de ascultători s-au adunat pentru spectacolul său de pe peluza mare din Central Park din New York, în timp ce alte milioane de oameni din întreaga lume l-au urmărit la televizor. În septembrie anul următor, la Paris, la umbra Turnului Eiffel, a cântat pentru o mulțime de aproximativ 300.000 de persoane. În urma concertului original din 1990, concerte Three Tenors au avut loc în timpul Cupei Mondiale de Fotbal: la Los Angeles în 1994, la Paris în 1998 și la Yokohama în 2002.
Ascensiunea lui Pavarotti spre celebritate nu a fost însă lipsită de dificultăți ocazionale. A căpătat reputația de "Regele anulărilor", deoarece anula deseori spectacole, ceea ce l-a făcut nepopular în rândul unor teatre de operă.
În 1998, Pavarotti a primit un premiu foarte special: Premiul Grammy Legend Award.
2000s
În 2002, Pavarotti s-a despărțit de Herbert Breslin, cel care îi fusese manager timp de 36 de ani. La 13 decembrie 2003 s-a căsătorit cu fosta sa asistentă personală, Nicoletta Mantovani, cu care avea deja o fiică. Un al doilea copil nu a supraviețuit, din cauza unor complicații în momentul nașterii. Și-a început turneul de adio în 2004, la vârsta de 69 de ani, concertând pentru ultima dată în locații vechi și noi, după mai bine de 40 de ani pe scenă.
Pavarotti a avut ultimul său spectacol de operă la Metropolitan Opera din New York, la 13 martie 2004, pentru care a fost ovaționat în picioare timp de 12 minute pentru rolul pictorului Mario Cavaradossi din Tosca de Giacomo Puccini.