Pascal Légitimus est issu d'une famille d'artistes : sa mère jouait aux côtés de Josephine Baker et son père est à la fois acteur et musicien de jazz. C'est donc tout naturellement qu'à l'âge de neuf ans, il se produit dans une comédie musicale intitulée La Planète inconnue. En 1982, il rejoint Le Petit théâtre de Bouvard, où il se lie d'amitié avec Didier Bourdon et Bernard Campan. Les trois trublions forment alors la troupe comique légendaire des Inconnus qui remporte les faveurs du public, que ce soit sur scène, à la télévision ou au cinéma avec Les Trois frères (1995) et, six ans plus tard, Les Rois mages (2001).

Des Inconnus, Pascal Légitimus est celui qui, en solo, a le plus goûté au septième art. Il débute ainsi en 1984, avec un petit rôle de policier dans Pinot simple flic de Gérard Jugnot, puis s'illustre dans Le Téléphone sonne toujours deux fois (id.) et L'Oeil au beur(re) noir (1987) aux côtés de Smaïn, un autre transfuge du Petit théâtre de Bouvard. Il tourne également à deux reprises sous la direction de Patrick Braoudé dans Génial, mes parents divorcent ! (1991) et Neuf mois (1994), où il campe un étonnant gynécologue.

Après avoir tenu la vedette de L'Annonce faite à Marius en 1998, Pascal Légitimus ajoute une nouvelle corde à son arc en réalisant son premier long métrage, la comédie Antilles sur Seine (2000), forme d'hommage à la communauté d'outre-mer dans lequel il s'offre plusieurs rôles à l'instar d'Eddie Murphy dans ses films. Aimant composer des personnages à chaque fois différents mais toujours sur un ton léger, il prête ses traits à un caïd de banlieue dans Les Amateurs (2003), à un gardien de prison embobiné par Johnny Hallyday dans Quartier VIP (2005) et à un guide de pèlerinage dépassé par les événements dans Saint-Jacques... La Mecque (id.). Mais son acolyte des Inconnus, Didier Bourdon, n'est jamais très loin pour lui proposer un rôle - celui de son ami médecin Ludovic - dans un de ses films, en l'occurrence Madame Irma en 2006.

Ces dernières années, Pascal Légitimus les a consacrées au théâtre, avec lequel il rencontre un vif succès aux côtés de Mathilda May dans une pièce intitulée Plus si affinités, ainsi qu'à la télévision, pour laquelle il apparait dans diverses séries comme Fais pas ci, fais pas ça, Hero Corp, Camping Paradis ou encore Les Ripoux Anonymes. Après avoir prêté sa voix à un personnage de Shrek 4, il était une fin (2010), le comédien fait son retour au cinéma dans un genre qu'il affectionne particulièrement, la comédie populaire, en intégrant le casting de Mince alors ! (2012). Après quelques apparitions "guests" dans des séries télévisées telles que Very Bad Blagues, Vestiaires et VDM, il retrouve en 2014 ses deux compères Didier Bourdon et Bernard Campan dans le très attendu Les Trois Frères, le retour.