W 1954 roku został odkryty przez aktorkę Maę West, która zaproponowała mu dołączenie do jej grupy modeli – kulturystów (jego kolegami byli Mickey Hargitay, Reg Lewis i Dan Vadis) w show w Sahara Hotel w Las Vegas.
Znalazł dodatkową pracę jako aktor w filmach takich jak Jeniec wojenny (Prisoner of War, 1954) obok przyszłego prezydenta USA Ronalda Reagana i Steve’a Forresta, Złotoręki (The Man with the Golden Arm, 1955) z udziałem Franka Sinatry, Kim Novak i Eleanor Parker, Dziesięcioro przykazań (The Ten Commandments, 1956) Cecila B. DeMille’a i W 80 dni dookoła świata (Around the World in 80 Days, 1956).
W grudniu 1960 roku, po międzynarodowym sukcesie kulturysty Steve’a Forresta w filmach Herkules i Hercules Unchained (oba 1959), Pendleton podpisał kontrakt, by zagrać główną rolę we włoskiej epopei z gatunku płaszcza i szpady Atlas przeciwko cyklopom (Maciste nella terra dei ciclopi, 1961), który w kinach stał się hitem. Jego następny film Olbrzym z Metropolis (Il gigante di Metropolis, 1961) także okazał się bardzo popularny.