Es conocido por su papel en las tres temporadas de la comedia de culto de la BBC The League of Gentlemen, una serie que escribió junto con sus socios cómicos. Logró múltiples premios, como los de la Royal Television Society, la Rosa Dorada de Montreux y el BAFTA, lo cual desencadenó la popular película The League of Gentlemen's Apocalypse de la que Pemberton fue uno de los guionistas y actores. En televisión ha colaborado dos veces con el director Andy Wilson — en Gormenghast y en una adaptación reciente del clásico de Agatha Christie Muerte en el Nilo. También ha trabajado en Shameless con el director Mark Mylod, en Randall and Hopkirk (Deceased) y In the Red
Pemberton apareció recientemente en la adaptación para la gran pantalla de la obra épica de ciencia ficción escrita por Douglas Adams Guía del autoestopista galáctico, el éxito internacional de la HBO Llámame Peter, con Geoffrey Rush y Charlize Theron y la alocada comedia Churchill, the Hollywood Years con Christian Slater y Neve Campbell.