Dia pernah menjadi dekan fakultas arsitektur Universitas Yale dari 1977 hingga 1984. Hasil-hasil karya cemerlangnya diganjar dengan berbagai medali penghargaan termasuk dari kampus-kampus ternama AS.
Warisan karya paling terkenal Pelli antara lain Menara Petronas, gedung setinggi 452 meter yang pernah menyandang sebagai bangunan tertinggi di dunia pada 1998. Dia juga merancang menara International Financian Center di Hong Kong serta Gran Torre Santiago di Cile.
Selaun gedung dia juga mendesain beberapa bangunan pusat kebudayaan seperti Museum Seni Modern New York.
Karya fenomenal lainnya adalah Salesforce Transit Center di San Francisco, pusat transportasi di bawah gedung pencakar langit tertinggi di kota itu yang memadukan ruang hijau dan pusat perbelanjaan.