Descendiente de una antigua familia genovesa, hijo de Tomás de Pastene y Esmeralda Solimana. Pasó a las Indias por 1525, en su propio barco, según el cronista Antonio de Herrera (Década VII, l. 1.º, cap. 5.°).

Gracias a sus conocimientos navales y destacados servicios llegó a recibir el título de piloto mayor de la Mar del Sur que le confirió la Real Audiencia de Panamá.

Acompañó a Pizarro en la conquista del Perú; se hallaba en Lima en 1536 y salió contra los indios sublevados resultando gravemente herido. Recuperado, volvió a sus actividades navales dedicándose a recorrer las costas del Perú y Tierra Firme. No participó en las contiendas entre Pizarro y Almagro. Fue codueño del navío La Concepción. Se puso a las órdenes del gobernador Cristóbal Vaca de Castro en contra de los almagristas. Éste dispuso que pronto fuera a descubrir el litoral americano hasta el estrecho de Magallanes, pues se sospechaba que Francisco I de Francia, en su guerra contra el Emperador, planeaba una expedición al estratégico paso austral para amagar las fundaciones españolas. Más o menos coincidiendo con esto, llegó al Perú Alonso de Monroy, enviado por el conquistador de Chile Pedro de Valdivia en pos de socorros. Consecuente con ambos aspectos, Vaca de Castro impulsó el viaje de Pastene, confiriéndole en 1543 el título de primer general de la Mar del Sur, con potestad incluso para ejercer justicia sobre maestres y tripulantes de otras naves. Como las arcas reales estaban vacías, Pastene compró con su pecunia la nao San Pedro, en la que embarcó un cargamento de mercadería perteneciente a Calderón de la Barca, criado del gobernador, y de tal modo arribó a Valparaíso a principios de julio del citado año 1543. Este socorro permitió pacificar la zona central de Chile, cimentar la recién fundada ciudad de La Serena y explorar las regiones australes. Añádase a lo anterior la amistad y aprecio que le tenía Pedro de Valdivia, el cual le nombró su capitán y teniente general en la Mar, el 8 de agosto de 1544. Le entregó por jurisdicción de su cargo desde el valle de Copiapó hasta el estrecho de Magallanes que “es la costa destas provincias de la Nueva Extremadura”. El título otorgaba al marino amplísimas atribuciones, pues quedaban subordinados a él cuantos navegasen aguas chilenas, mantendría la paz o la guerra en el mar, visitaría y guardaría las costas, ejercería justicia con fallos inapelables, podría nombrar y remover capitanes y oficiales, delegar facultades, cobrar salario y tomar cuantas resoluciones conviniesen a la navegación. Sobre la marcha, Valdivia organizó una expedición exploratoria hacia el sur. Pastene zarpó de Valparaíso el día 4 de septiembre de 1544 con treinta soldados a bordo del San Pedro, sin contar los que iban en el Santiago, que no alcanzó más al sur de la desembocadura de río Maule. Pastene tomó posesión a los 41°¼ y bautizó San Pedro al puerto de arribada desde el que dio la vuelta. Avistajes, ceremoniales tomas de posesión, contactos con los aborígenes y exploraciones se sucedieron rumbo al Norte, estando en el puerto de origen veintiséis días después de su partida. De tal modo concluyó la primera expedición naval organizada para y desde la gobernación de Chile. Es cierto que estuvo muy distante de llegar al estrecho de Magallanes, su máximo objetivo, pero había reconocido casi matemáticamente hasta el límite austral de la concesión de Valdivia. [...]