Bolognában született, régi ravennai nemesi családból származó apja katonatisztként Mussolini Afrikába küldött fasiszta csapatában szolgált. Anyja tanítónő volt Friuliban, ahol Pasolini gyermekkorának nagy részét töltötte. Szüleivel való bonyolult kapcsolata egész életére és munkásságára rányomta bélyegét: anyjáért rajongott, apjához azonban ambivalens érzések fűzték, szenvedett alkoholizmusától és erőszakosságától. Volt egy fivére is, Guido Pasolini, akit 1945-ben egymással harcoló partizánok - véletlenül - szitává lőttek.
Tanulmányait több város iskolájában végezte, attól függően, apját éppen hová helyezték. Érettségi után visszatért Bolognába, s az ottani egyetemen művészettörténetet és irodalmat hallgatott. 1942-ben megjelent első, még friuli dialektusban írt verseskötete Poesia a Casarsa címmel. Az egyetem elvégzése után a katonai szolgálattól felmentve anyja szülővárosában, Casarsában telepedett le, itt élt és tanított 1949-ig. 1946-ban belépett a kommunista pártba, ahonnan azonban 1949-ben kizárták egy botránya miatt, mert serdülő fiúkkal fenntartott szexuális viszonnyal vádolták. Bár a párttal ezt követően is ellentmondásos volt a kapcsolata, élete végéig kommunistának vallotta magát.
1950-ben, megelégelve a vállalt homoszexualitása miatti támadásokat és a családi veszekedéseket, anyjával együtt Rómába költözött. Különböző folyóiratok szerkesztőségében dolgozott, s hamarosan hírnevet szerzett magának két verseskötettel és két regényével, amelyekben a római társadalom perifériájára szorult kisemberek sorsára irányította a figyelmet. 1957-ben Viareggio-díjjal jutalmazták a Gramsci hamvai című verseskötetét. A köznyelvi párbeszédekhez való érzéke miatt ebben az időszakban gyakran kérték fel forgatókönyvírói munkára is, s így részt vett Fellini Cabiria éjszakái című filmjének elkészítésében is.
Filmrendezőként 1961-ben mutatkozott be A csóró című filmmel, amelyben többnyire amatőrökkel dolgozott. Következő filmje, az 1962-es Mamma Roma a kitűnő színésznő, Anna Magnani számára kínált jutalomjátékot a sorsától szabadulni képtelen prostituált megformálásával. 1963-ban a RoGoPaG című filmösszeállítás részeként elkészült A túró című rövidfilmje, amelyért Pasolinit szentséggyalázás vádjával négy hónap felfüggesztett börtönbüntetésre ítélték. A vádakra mintegy válaszként született egyik legszebb alkotása, a Máté evangéliuma, amely Jézus történetét letisztult és visszafogott formában meséli el. A film külön érdekessége, hogy Mária szerepének eljátszására saját édesanyját kérte fel a rendező.
Ezt követően két, ironikus-szatirikus filmet rendezett a nagyszerű komikus, Toto főszereplésével Madarak és madárkák, illetve Mik a felhők? címmel. 1967-ben elkészült - a saját élettörténetén is alapuló - Oidipusz király című filmje, majd egy évvel később a Teoréma, amely a Velencei Filmfesztiválon elnyerte a Katolikus Filmkritikusok Nemzetközi Szövetségének díját. A film nem sokkal később óriási botrányt kavart, az olasz püspöki kar megtiltotta a híveknek, hogy megnézzék, volt olyan hely, ahol papot hívtak, hogy megszentelje a filmtől beszennyezett mozivásznat. A botrány vége ügyészségi betiltás lett, a nemzetközi filmszakma tiltakozása közepette.
Nem fogadták kitörő lelkesedéssel következő filmjét, a Disznóólt sem, amelyben a kannibalizmus és a szodómia témája borzolta a kedélyeket. Filmjei miatt Pasolini ebben az időszakban szinte állandó látogatója volt a bíróságoknak, vádlottként nem kevesebb mint harminc polgári-cenzori perben kellett megjelennie. Ezek a meghurcoltatások súlyos gyomorfekélyhez, gyomorvérzéshez vezettek, s hat hónapig ágyhoz kötötte a betegsége. Ekkor írta meg hat drámáját, folytatta nyelvészeti és filmszemiotikai tanulmányainak írását, festett, verseket írt, s továbbra is szerkesztette Alberto Moraviával együtt a Nuovi Argomenti című irodalmi lapot.
A hetvenes évek elején elkészítette az élet trilógiájának nevezett filmjeit, a Dekameront, a Canterbury meséket és Az Ezeregyéjszaka virágát, amelyekben a különböző korok és népek irodalmi mítoszait alapul véve az örök emberi értékeket, elsősorban a nemiséget kívánta bemutatni. Utolsó filmje, a Saló, avagy Sodoma 120 napja De Sade regényét az olasz fasiszta rendszer utolsó éveibe ültetve át szinte elviselhetetlen nyíltsággal mutatja be az ember hatalom általi megaláztatásának különböző stációit.
A film elkészültekor már tervezte egy Szent Pálról szóló film készítését és be akarta fejezni Petrolio című regényét is, ám mindezt megakadályozta 1975. november 2-án (más források szerint november 1-jén) az ostiai tengerparton bekövetkezett halála. A 17 éves Giuseppe Pelosi bevallotta, hogy ő ölte meg, de 2005-ben visszavonta vallomását, majd 2010-ben a bíróság előtt teljesen ártatlannak vallotta magát, szavai szerint a brutális gyilkosságért legalább hat ember tehető felelőssé: három autóval és egy motorral hajtottak át Pasolinin. A feltételezést, hogy a rendezőt politikai okokból ölték meg, soha nem sikerült bizonyítani. A gyilkossági ügyről filmek is készültek, 2014-ben Abel Ferrara forgatott a rendező utolsó óráiról szóló alkotást Willem Dafoe főszereplésével, Pasolini címmel.
