Pascal Wehrlein commence sa carrière en sport automobile par le karting en 2003. En 2009, il se classe quatrième des ADAC Kart Masters dans la catégorie FK2, puis passe à la monoplace en 2010.

Engagé dans le championnat ADAC Formel Masters, il termine sixième avec une victoire sur le Sachsenring. En 2011, il domine l'ADAC Formel Masters, remportant sept des neuf premières courses et décrochant le titre malgré trois disqualifications en fin de saison.

L'année suivante, il rejoint Mücke Motorsport en Formule 3 Euro Series, où il termine vice-champion derrière Daniel Juncadella, avec une victoire au Nürburgring. Il participe également aux Masters de Formule 3 à Zandvoort et au Grand Prix de Macao, où il finit cinquième et quatrième.

En 2013, il fait ses débuts en DTM avec Mücke Motorsport, devenant le plus jeune pilote de l'histoire de cette compétition. En 2014, il rejoint HWA Team et remporte sa première victoire à Lausitzring, devenant le plus jeune vainqueur d'une course dans cette discipline. En 2015, il décroche le titre de champion DTM avec Mercedes, confirmant son statut de jeune talent prometteur.

Grâce à son affiliation avec Mercedes, Pascal devient pilote de réserve pour l'écurie Mercedes-AMG Petronas de Formule 1 et effectue des essais avec Force India.

Pourquoi le n° 94 ?
Il a choisi de conserver le numéro qu'il utilisait en DTM, avec lequel il avait remporté le championnat en 2015. Le 94 correspond également à son année de naissance, 1994.

En F1 avec Manor

En 2016, il fait ses débuts en Formule 1 avec Manor Racing, une équipe modeste bénéficiant d'un partenariat technique avec Mercedes. Dès le Grand Prix de Bahreïn, il impressionne en qualifications en atteignant la Q2, une performance rare pour une équipe de fond de grille. Son moment fort de la saison survient au Grand Prix d'Autriche, où il décroche une dixième place et marque son premier point en F1, le seul de Manor cette année-là. Tout au long de la saison, il domine son coéquipier Rio Haryanto, aussi bien en qualifications qu'en course. Après la pause estivale, il est associé à Esteban Ocon, un autre jeune talent, et affiche un bilan équilibré. Malgré des performances solides, il ne parvient pas à obtenir un volant chez Force India pour 2017, l'équipe préférant Ocon. Il rejoint alors Sauber pour une deuxième saison en F1.

Sauber

Son début d'année est marqué par une absence aux deux premières courses, conséquence d'un accident survenu lors de la Course des Champions 2016. Il fait son retour au Grand Prix de Bahreïn et réalise une saison difficile au volant d'une Sauber équipée d'un moteur Ferrari de 2016, ce qui limite ses performances. Malgré ces contraintes, Pascal parvient à marquer cinq points au championnat grâce à deux arrivées dans le top 10 : une huitième place en Espagne et une dixième place en Azerbaïdjan. Il domine régulièrement son coéquipier Marcus Ericsson, notamment en qualifications, mais peine à se distinguer en seconde moitié de saison. Son avenir en F1 est compromis lorsque Sauber annonce la signature de Charles Leclerc pour 2018 et que Mercedes cesse de le soutenir. Malgré des performances honorables dans une voiture peu compétitive, il doit alors envisager d'autres opportunités pour poursuivre sa carrière en sport automobile.

L'après-F1

Il fait son retour dans le championnat allemand des voitures de tourisme, mais ne retrouve pas le succès de son titre en 2015. Cette année-là, Mercedes annonce également son retrait du DTM pour se concentrer sur la Formule E, ce qui pousse Pascal à envisager de changer de discipline. Parallèlement, il reste impliqué en F1 en tant que pilote de réserve pour Mercedes. Cependant, en septembre, l'équipe décide de mettre fin à leur collaboration, estimant ne pas pouvoir lui offrir un volant compétitif pour l'avenir. Il se retrouve alors sans soutien officiel et commence à explorer d'autres opportunités.

Il rejoint la Formule E en 2018 avec Mahindra Racing, marquant le début de sa transition vers les courses électriques. Dès sa première saison, il affiche des performances solides, décrochant une pole position et plusieurs arrivées dans les points, dont un podium. En 2021, il rejoint Porsche, devenant un acteur majeur du championnat. Son premier grand succès en Formule E survient en 2022, lorsqu'il remporte l'E-Prix de Mexico, offrant ainsi à Porsche sa première victoire dans la discipline. Il continue à progresser et décroche le titre de champion du monde en 2024, devenant le premier Allemand à remporter ce championnat. Son parcours est marqué par des stratégies de course efficaces et une gestion avisée de l'énergie, un élément clé de la Formule E.

En 2025, il commence sa saison de Formule E par une troisième place lors de la deuxième manche, à Mexico. La suite de la saison est plus irrégulière. Il s'impose toutefois à Miami et monte sur la deuxième marche du podium à Tokyo, Shanghai et Berlin, où il remporte son premier ePrix de la saison, et monte également sur le podium à Berlin. Il reste longtemps en lice pour le championnat, mais termine finalement troisième. En parallèle, il fait ses débuts en WEC avec Porsche Penske Motorsport. Il participe aux 6 Heures de Spa-Francorchamps, puis aux 24 Heures du Mans, qu'il termine à la huitième place.