Ondřej Pavelec odcházel do zámoří jako velká brankářská naděje. V kanadské juniorce QMJHL dvakrát získal trofej pro gólmana s nejnižším průměrem obdržených branek. Stal se také nejlepším nováčkem roku a dostal se do All-Stars týmu. Nastupoval za Cape Breton Screaming Eagles.
Ondřej Pavelec chytá v NHL od sezony 2007/08. Začínal v týmu Atlanta Thrashers. První dvě sezony chytal střídavě za Atlantu a farmářský tým v AHL Chicago Wolves, se kterým v roce 2008 vyhrál celou soutěž a slavil zisk Calder Cupu. Od ročníku 2011/12 je součástí týmu Winnipeg Jets, který se celý do Kanady přestěhoval právě z Atlanty.
Ondřej Pavelec si díky výborným výkonům vydobyl místo v mládežnické, potažmo seniorské české reprezentaci, jejíž bránu hájí od sedmnácti let. S prvním mužstvem přivezl ze světových šampionátů zlato a bronz. Je považován za nástupce někdejšího skvělého golmana, Tomáše Vokouna.
Veřejnost se o Ondřeji Pavelcovi nedozvídá jen v souvislosti s hokejem. Například když řídil své BMW M6 pod vlivem alkoholu a narazil do stojícího vozu, dostal roční podmínku a zákaz řízení na 20 měsíců.
V roce 2013 si Ondřej Pavelec zahrál s dalšími čtyřmi hokejovými kolegy (Jakub Kovář, Jakub Voráček, Jiří Tlustý, Radek Smoleňák) v komedii Zdeňka Trošky Babovřesky 2. Několikavteřinové „angažmá“ domluvila s Troškou Lucie Vondráčková, manželka dalšího českého hokejového reprezentanta Tomáše Plekance.
Ondřej Pavelec chodil několik měsíců s Českou miss pro rok 2012, Terezou Chlebovskou. Po jeho boku byla vidět i modelka Michaela Štoudková.