Wczesne lata
Pachulia zaczął grać w koszykówkę w młodym wieku w Gruzji. Miał około 6 stóp i 8 cali (2,03 m) w wieku 13 lat. Gdy był nastolatkiem, był skautowany i zatrudniony przez turecki profesjonalny zespół Ülkerspor. Stał się członkiem gruzińskiej juniorskiej drużyny narodowej koszykówki w młodym wieku, prowadząc je na różnych turniejach.
NBA
Po tym jak wyróżnił się z Ülkerspor, Pachulia został wybrany w drugiej rundzie przez Orlando Magic podczas 2003 NBA draftu. Po tym jak został wybrany w 2004 roku w drafcie przez Charlotte Bobcats, został sprzedany do Milwaukee Bucks, gdzie grał w sezonie 2004-05. Podczas gry w Bucks, Pachulia zdobywał średnio 6.2 punktów i 5.1 zbiórek na mecz z ławki.
Pachulia podpisał kontrakt z Atlanta Hawks w off-season 2005 i stał się wyjściowym centrem Hawks, kiedy to w sezonie 2005-06 zdobywał średnio 11.7 punktów i 7.9 zbiórek na mecz. W sezonie 2006-07 zaczął występować jako podstawowy center, ale później wszedł z ławki. Awantura na parkiecie pomiędzy stosunkowo mało znanym Pachulią a gwiazdą Celtics Kevinem Garnettem doprowadziła do tego, że jeden z pisarzy nazwał Pachulię „Balboa” od głównego bohatera serii filmów Rocky. Pachulia ponownie podpisał z Hawks 13 lipca 2009 roku, zgadzając się na wieloletni kontrakt.
Podczas lokautu NBA 2011, Pachulia podpisał z Galatasaray z Turkish Basketball League. Później wrócił do Hawks w grudniu 2011.
Na 17 lipca 2013 roku, Pachulia podpisał z Milwaukee Bucks. 20 marca 2015 roku zanotował 22 punkty i 21 zbiórek w przegranym 129-127 po dogrywce meczu z Brooklyn Nets. Jego 21 zbiórek obejmowało 18 ofensywnych zbiórek, co oznaczało NBA season high i rekord franczyzy Bucks.
On 9 lipca 2015 roku, Pachulia został sprzedany do Dallas Mavericks w zamian za przyszły drugorundowy pick. Zadebiutował dla Mavericks w otwierającym sezon meczu drużyny przeciwko Phoenix Suns 28 października, notując double-double z 10 punktami i 10 zbiórkami w wygranej 111-95. 26 grudnia zanotował swoje 16. double-double w sezonie z 17 punktami i 12 zbiórkami przeciwko Chicago Bulls, przewyższając swoją sumę z sezonu 2014-15. 12 stycznia 2016 roku zanotował swoje 20. double-double w sezonie, a 100. w karierze, z 14 punktami i 12 zbiórkami w przegranym 110-107 po dogrywce meczu z Cleveland Cavaliers. Później w tym samym miesiącu, zbliżył się do 14,227 głosów, aby znokautować San Antonio Spurs small forward Kawhi Leonard na miejsce startowe w drużynie West All-Star Game 2016 NBA All-Star Game. 3 lutego 2016 roku zanotował 10 punktów i 15 zbiórek przeciwko Miami Heat, uzyskując swoje najlepsze w karierze 22. double-double w sezonie. Jego poprzedni najlepszy był 21 double-double, ustawiony z Atlantą w 2005-06.
On July 12, 2016, Pachulia podpisał z Golden State Warriors. 22 grudnia 2016 roku miał season-best game z 15 punktami i 14 zbiórkami w wygranej 117-101 nad Brooklyn Nets. Pachulia pomógł Warriors zakończyć sezon regularny 2016-17 z 67 zwycięstwami. Podczas Game 1 Finałów Konferencji Zachodniej przeciwko Spurs, miał niesławny closeout foot slide na Kawhi Leonardzie, który wykluczył Leonarda na resztę serii i skutecznie zakończył sezon San Antonio. Pachulia zaprzeczył, że chciał zranić Leonarda, ale opinia publiczna i media natychmiast okrzyknęły go czarnym charakterem. Warriors zdobyli mistrzostwo NBA 2017 po pokonaniu Cavaliers 4-1 w Finałach NBA. Pachulia zapisał się w historii Gruzji, stając się pierwszym graczem z tego kraju, który zdobył mistrzostwo NBA. Warriors zakończyli playoffy z rekordem 16-1, najlepszym postseason zwycięskim procentem w historii NBA.
W dniu 25 lipca 2017 roku Pachulia ponownie podpisał z Warriors. W dniu 30 grudnia 2017 roku zdobył season-best 17 punktów, aby przejść z ośmioma zbiórkami i sześcioma asystami w wygranej 141-128 nad Memphis Grizzlies.
W meczu przeciwko Thunder w dniu 25 lutego 2018 roku, Pachulia ponownie wywołał kontrowersje, ponieważ spadł na kolano Russella Westbrooka po zagraniu. Westbrook stwierdził w wywiadzie po meczu, że jego zdaniem upadek Pachulii był celowy z zamiarem zranienia jego kolana. Kolega z drużyny Kevin Durant bronił później Pachulii twierdząc, że w tym incydencie zaplątał się nogami z Nickiem Youngiem, ale Pachulia był krytykowany przez wielu graczy, trenerów i punditów takich jak Paul George, Kyrie Irving, Gregg Popovich, opisując ten incydent jako kolejny z długiej listy kontrowersyjnych nieczystych zagrań w karierze Pachulii. NBA oficjalnie stwierdziła, że nie będzie dyscyplinować Pachulii w związku z tym incydentem. W czerwcu 2018 roku Pachulia zdobył swoje drugie proste mistrzostwo jako członek Warriors, po tym, jak pokonali Cavaliers w czterogamkowym sweepie w Finałach.
W dniu 15 lipca 2018 roku Pachulia podpisał się z Detroit Pistons.
W dniu 29 sierpnia 2019 roku Pachulia przeszedł na emeryturę z gry i ponownie dołączył do Warriors’ jako konsultant front office w ich dziale operacji koszykarskich.
.