Parece haber empezado su carrera profesional como organista en Fürth, en las afueras de Nuremberg, y probablemente de allí fue a Erfurt como organista de la Predigerkirche. El 2 de marzo de 1706, poco antes de la muerte de su padre, dejó Erfurt y volvió a Nuremberg como organista de la Jakobskirche. Poco después ese año, cuando J. S. Richter sucedió a Johann Pachelbel en St Sebaldus, Wilhelm Hieronymus sucedió a Richter en la Egidienkirche, y en 1719, cuando murió Richter, lo sucedió nuevamente. Permaneció en St Sebaldus por el resto de su vida.

Sólo una pequeña cantidad de música de Pachelbel sobrevive, toda para teclado. Su colección de tres variaciones fáciles sobre la coral "O Lamm Gottes unschuldig" recuerda mucho al "Musicalische Sterbens-Gedancken" de su padre (1683) como música no litúrgica para uso doméstico. La Fantasía "Meine Seele, lass es gehen" revela dos estilos distintos: los primeros 29 compases son una fughetta coral a la imagen de su padre, mientras en los siguientes 24 compases parece haber intentado adaptarse al estilo improvisador de Buxtehude.

La popular "Toccata en Sol Mayor" se parece a obras similares de su padre. En 1725 publicó una edición de su "Praeludium y Fuga en Do Mayor, que poco después apareció en una edición diferente. Esta música no muestra ningún rastro de los estilos de su padre y Buxtehude; en cambio se caracteriza indudablemente por una sucesión libre de varias figuraciones inspiradas indudablemente por la moderna escritura italianizada de concierto.