Pavarotti fece il suo debutto nell'opera nel ruolo di Rodolfo ne La bohème di Puccini il 29 aprile 1961 nella città di Reggio Emilia. Presto cantò all'Opera di Stato di Vienna. Ha cantato negli Stati Uniti con Joan Sutherland. Nel 1965 cantò alla Scala, probabilmente il più famoso di tutti i teatri d'opera. Cantava nella famosa produzione di Franco Zeffirelli de La Bohème, con Mirella Freni che cantava Mimi e Herbert von Karajan che dirigeva. . La sua prima apparizione come Tonio in La fille du régiment di Donizetti ebbe luogo al Covent Garden il 2 giugno di quell'anno. Furono le sue interpretazioni di questo ruolo che lo fecero chiamare il "Re dei Do Alti" (la nota Do sopra il Do Medio è una nota molto alta da cantare per un tenore).
Pavarotti imparò molti altri ruoli operistici e cantò in tutto il mondo. Nel 1972, cantò in una produzione di La fille du régiment di Donizetti al Metropolitan Opera di New York. Il pubblico rimase stupito quando cantò nove do alti. Applaudirono così tanto che ebbe 17 chiamate di cortesia. Cantò il ruolo di Rodolfo in (La bohème) nella prima trasmissione televisiva Live From The Met nel marzo del 1977, che attirò uno dei più grandi spettatori di sempre per un'opera televisiva. Ha vinto molti premi Grammy e dischi di platino e d'oro per le sue performance.
Nel 1976 Pavarotti ha cantato al Festival di Salisburgo apparendo in un recital solista. Tornò al festival nel 1978 con un recital e come cantante italiano in Der Rosenkavalier, nel 1983 con Idomeneo, e sia nel 1985 che nel 1988 con recital solistici.
Nel 1977 ci fu una storia di copertina nella rivista Time su di lui. Lo stesso anno Pavarotti tornò all'Opera di Stato di Vienna, dove non era stato per 14 anni. Con Herbert von Karajan a dirigere Pavarotti cantò Manrico ne Il trovatore. Nel 1978, apparve in un recital solista su Live from Lincoln Center.
Ha fatto il suo debutto in un recital internazionale al William Jewell College di Liberty, Missouri, nel 1973, come parte del programma di Belle Arti del college, ora conosciuto come Harriman-Jewell Series. Perspirando a causa dei nervi e di un raffreddore, tenne un fazzoletto in mano per tutto il concerto. Il fazzoletto fu spesso associato a lui in seguito, durante le sue esibizioni da solista.
Anni '80-'90
All'inizio degli anni '80, ha istituito il Pavarotti International Voice Competition per giovani cantanti, esibendosi con i vincitori nel 1982 in estratti de La bohème e L'elisir d'amore. Il concorso ha dato ai giovani la possibilità di iniziare la loro carriera di cantante. Fu ripetuto nel 1982. Hanno anche viaggiato in Cina.
Nel 1992 Pavarotti cantò alla Scala in una nuova produzione Zeffirelli di Don Carlo diretta da Riccardo Muti. La performance di Pavarotti fu pesantemente criticata da alcuni osservatori e fischiata da una parte del pubblico. Il cantante non tornò mai più alla Scala da allora.
Pavarotti divenne ancora più noto in tutto il mondo nel 1990 quando cantò l'aria di Giacomo Puccini, "Nessun Dorma" dalla Turandot che fu usata come sigla per la copertura televisiva della BBC della Coppa del Mondo FIFA del 1990 in Italia. L'aria lo rese una specie di pop star e rimase la sua canzone simbolo. Questo fu seguito dal concerto di enorme successo Three Tenors tenuto alla vigilia della finale della Coppa del Mondo alle antiche Terme di Caracalla a Roma con i colleghi tenori Plácido Domingo e José Carreras e il direttore d'orchestra Zubin Mehta, che divenne il disco classico più venduto di tutti i tempi. Il punto più alto del concerto avvenne quando Pavarotti cantò una famosa parte di "'O Sole Mio" di Capua. Domingo e Carreras lo copiarono e il pubblico lo apprezzò molto. Questo fu uno dei momenti più ricordati dell'opera del nostro tempo. Durante tutti gli anni '90, Pavarotti apparve in molti grandi concerti all'aperto, incluso il suo concerto televisivo in Hyde Park a Londra che attirò un pubblico record di 150.000 persone. Nel giugno 1993, più di 500.000 ascoltatori si riunirono per la sua esibizione sul Great Lawn del Central Park di New York, mentre altri milioni di persone in tutto il mondo guardavano in televisione. Il settembre seguente, all'ombra della Torre Eiffel a Parigi, cantò per una folla di circa 300.000 persone. Dopo il concerto originale del 1990, i concerti dei Tre Tenori si sono tenuti durante i campionati mondiali di calcio: a Los Angeles nel 1994, a Parigi nel 1998 e a Yokohama nel 2002.
L'ascesa di Pavarotti alla celebrità non fu senza occasionali difficoltà, tuttavia. Ha ottenuto la reputazione di "Re delle cancellazioni" perché spesso cancellava le esibizioni, e questo lo rendeva impopolare con alcuni teatri d'opera.
Nel 1998, Pavarotti ha ricevuto un premio molto speciale: il Grammy Legend Award.
2000s
Nel 2002, Pavarotti si separò da Herbert Breslin, l'uomo che era stato il suo manager per 36 anni. Il 13 dicembre 2003 sposò la sua ex assistente personale, Nicoletta Mantovani, con la quale aveva già una figlia. Un secondo figlio non è sopravvissuto, a causa di complicazioni al momento del parto. Ha iniziato il suo tour d'addio nel 2004, all'età di 69 anni, esibendosi un'ultima volta in luoghi vecchi e nuovi, dopo oltre 40 anni sul palco.
Pavarotti ha dato la sua ultima performance in un'opera al Metropolitan Opera di New York il 13 marzo 2004, per la quale ha ricevuto una standing ovation di 12 minuti per il suo ruolo del pittore Mario Cavaradossi nella Tosca di Giacomo Puccini.