1 Compétitions officielles nationales et internationales senior, incluant le parcours amateur et en équipe réserve. 2 Matchs officiels. Dernière mise à jour : 16 septembre 2021
Gardien de butroumain, il est formé à l'ACS Poli Timişoara où il fait ses débuts professionnels lors de la saison 2007-2008 puis de devenir rapidement le numéro un dans les cages. En 2011, il est prêté puis transféré définitivement à Manchester City où il devient la doublure de Joe Hart et joue la plupart du temps les matchs de coupe. Début novembre 2013, Costel Pantilimon profite de la méforme de son coéquipier pour garder les buts de son club en championnat jusqu'à fin décembre.
Le , ayant perdu sa place de titulaire à Sunderland au profit de Vito Mannone, il s'engage à Watford pour trois ans et demi[2]. Il ne joue que très peu avec les Hornets (neuf matchs en une saison et demie), et est prêté pour une saison au Deportivo La Corogne le [3]. Rappelé de son prêt par Watford le après avoir joué sept matchs avec le Deportivo, Pantilimon est prêté dans la foulée à Nottingham Forest jusqu'à la fin de la saison[4]. Il participe à treize matchs avec Forest avant de réintégrer l'effectif de Watford à l'issue de la saison.
Le , Costel Pantilimon s'engage pour trois ans avec Nottingham Forest[5]. Il joue quarante-quatre matchs lors de la saison 2018-2019, mais aucun lors de la saison suivante. Il est donc prêté pour six mois au club chypriote de l'Omonia Nicosie le [6].