Йохан Пахелбел е роден на 1 септември 1653 г. в Нюрнберг. Не се знае много за детството и образованието му, освен че е учил музика при композитора Хайнрих Швемер, Капелмайстер в училище Св. Себалдус. През 1673 г. той се записва в университета в Алтдорф, за да учи теология, но на следващата година приема първата си работа като органист в катедралата Свети Стефан в родния си град.
Когато Швемер умира през 1692 г., репутацията на Пахелбел като музикант е твърдо установена и той заема мястото на бившия си учител като капелмайстор в St. Sebaldus, като също така е натоварен с обучението на хористите от съседното училище. Три години по-късно той публикува първия от осемте тома на духовни хорови произведения, Musikalische Sterbens-Gedancken, които трябва да бъдат единствените печатни ноти през живота му. Също през тази година Пахелбел се жени за Барбара Габлер, дъщеря на нюрнбергския търговец на вино Кристоф Габлер.
През 1695 г., само месеци след като става баща за първи път, Пахелбел внезапно е уволнен от Сейнт Себалдус и напуска Нюрнберг. Няма информация за причините за внезапното му уволнение, но това беше травматично преживяване за Пахелбел, тъй като той никога не се установява на постоянен пост до края на кариерата си.
След няколко спирания животът на Пахелбел се стабилизира през 1699 г., когато той получава престижния пост на органист и учител в Predigerkirche (Църквата на проповедниците) в Ерфурт, където трябва да остане през следващите единадесет години. Там той не само изпълнява задълженията на поста си, но и активно участва в организирането и изпълнението на светска музика.
През 1703 г. съпругата на Пахелбел Барбара ражда последното и най-велико от седемте им деца, Вилхелм Йеронимус, който следва музикалните стъпки на баща си и става виден органист и композитор. Когато херцогът на Сакс-Айзенах умира през 1707 г., Пахелбел е помолен да композира мемориална кантата за случая, която е изпълнена за първи път на 15 август 1707 г.
През 1704 г. съпругата на Пахелбел внезапно умира, оставяйки го със седем малки деца, за които трябва да се грижи. Кариерата на Пахелбел достигна своя връх през 1700 г., но до 1705 г. животът му взе неочакван и нещастен обрат, когато дъщеря му Катарина Барбара роди незаконен син. Катарина Барбара е принудена да напусне дома си и става слугиня в домакинството на херцога на Сакс-Айзенах. Въпреки този инцидент Пахелбел остава в добри отношения с херцога, който му отпуска годишна пенсия, която допълва доходите на органиста.
Няколко години по-късно Пахелбел приема нова позиция като органист в църквата Св. Михаил в Хамбург. Той едва беше започнал новите си задължения, когато почина от инсулт през март 1706 г., на петдесет и две години, няколко дни преди първата си годишнина като органист в църквата Св. Михаил.
Днес Йохан Пахелбел е известен главно със своите творби за орган, особено хоралната прелюдия на „Vom Himmel hoch da komm ich her“ и Chaconne във фа минор, както и с канона и Жига в ре мажор за три цигулки и континуо. Той също така е известен композитор на духовни и светски вокални произведения, включително над 200 свещени концерта, множество меси и мотети.