Figlio di Galeotto Malatesta signore di Fano, nacque a Rimini nel 1370.
Fu al servizio come condottiero di Gian Galeazzo Visconti alla cui morte (1402) fece parte del consiglio di reggenza. Nel 1404, inviato contro Brescia con Facino Cane, riuscì a impadronirsi della città e ne ebbe la signoria dalla duchessa Caterina Visconti come ricompensa per i servigi resi.
Al dominio di Brescia aggiunse nello stesso anno quello di Montichiari e nel 1407 quello di Bergamo e di Lecco.
Per recuperare le terre da lui occupate, i Visconti gli mandarono contro Facino Cane e il Carmagnola, Pandolfo perse progressivamente le sue conquiste fino al 1421 quando fu costretto a liberare Brescia.
Si ritirò a Fano, città della quale era signore dalla morte del padre. Nel 1424 e 1425 tentò di recuperare parte dei domini perduti ma non ebbe successo.
Morì a Fano il 3 ottobre 1427 e fu sepolto nelle Tombe Malatestiane della chiesa di San Francesco.