Het bedrijf werd in 1872 door Giovanni Battista Pirelli in Milaan opgericht en specialiseerde zich aanvankelijk in rubber- en afgeleide processen en maakte ook rebreathers voor duiken. Daarna waren de activiteiten van Pirelli voornamelijk gericht op de productie van banden en kabels (voor energie en telecommunicatie). In 2005 verkocht Pirelli zijn kabeldivisie aan Goldman Sachs, die de naam van de nieuwe groep veranderde in Prysmian.

In 1974 vond Pirelli de “brede radiale band” uit, op verzoek van het Lancia rally racing team voor een band die sterk genoeg is om de kracht van de nieuwe Lancia Stratos te weerstaan. Op dat moment waren racebanden ofwel gladde banden gemaakt met de cross-ply-techniek (zeer brede banden met een beperkte zijwandhoogte), of radiale banden, die te smal waren om de Stratos ‘kracht te weerstaan ​​en niet voldoende grip gaven. Beiden waren onbruikbaar voor de Lancia Stratos, omdat de radialen binnen 10 km werden vernietigd en de slicks te stijf waren. Lancia vroeg Pirelli om een ​​oplossing, en in 1975 creëerde Pirelli een brede band met een gereduceerde hoogte van de zijwand als een gladde band, maar met een radiale structuur.

Vervolgens begon Porsche dezelfde banden te gebruiken met de Porsche 911 Turbo.
Pirelli sponsort sportwedstrijden sinds 1907 en is de exclusieve bandenleverancier voor het FIA Formula1 voor 2011-2019 en voor het FIM World Superbike Championship.

In 2015 werd Pirelli door het Chinees bedrijf ChemChina samen met Camfin en LTI overgenomen.

Op 4 oktober 2017 keerde Pirelli terug naar de beurs van Milaan na zich te hebben geconcentreerd op pure consumentenproducten (banden voor auto’s, motorfietsen, fietsen) en aanverwante diensten.