Mattia Pasini debutaba en la categoría de 125cc en 2004 y causaba impresión al sumar puntos en diez ocasiones. En 2005 y 2006 se reafirmaba en la categoría tras terminar en la cuarta plaza. Su nuevo asalto al título se veía frustrado en 2007 por una increíble racha de infortunios que le dejaba sin puntuar en 6 carreras. En 2008 daba el salto a 250cc y concluía la campaña en la 8º plaza. Proseguía su aventura en el cuarto de litro con el Team Toth Aprilia, aunque los problemas económicos de la formación húngara le llevaban a crear su propia estructura a partir de la cita de Estoril. Para la temporada 2011 se aseguraba una plaza con el equipo Ioda y daba un paso adelante en su rendimiento pese a su falta de regularidad. En 2012 el italiano recibía el encargo de liderar el proyecto CRT del equipo Speed Master, su pasaporte para debutar en MotoGP. Sin embargo, la falta de fondos le impedía concluir la temporada. El italiano, con Forward Racing, no conseguía buenos resultados ni en 2013 ni en 2014. En 2015 se quedaba sin equipo y tan solo realizaba dos participaciones como wildcard con el equipo Gresini Racing en Mugello y San Marino. Enrolado en el Italtrans Racing Team, terminaba undécimo la temporada 2016. 2017 fue un año positivo pero irregular para Pasini: pese a la victoria en Mugello y otros dos podios, la falta de constancia le privó de luchar por los puestos de cabeza. En 2018 buscaría ser más regular y poder luchar por el campeonato, sin embargo, terminaría noveno en la general. Tras una complicada temporada 2019 marcada por numerosos abandonos, perdería su asiento en 2020. Entre 2020 y 2024, lo llamarían ocasionalmente en Moto2™ como sustituto o 'wildcard', y firmaría, entre otros resultados, un destacado décimo puesto en Misano en 2023. En 2025, Fantic le concedería un 'wildcard' para el GP de la República Checa y Austria.