Hijo de Giovanni Francesco, como se lee en el registro de los muertos de la iglesia florentina de San Lorenzo. No se sabe nada de su formación, que debe haber sido en la ciudad natal.En Génova en 1660 se dio la 'obra musical' "L’Innocenza trionfante", oratorio de Paolo Francesco Pallieri, que en el prefacio indica a Pagliardi como el autor principal de la música. Al menos desde 1662 fue maestro di cappella en el Giesù de Génova, como se declara en sus motetes aparecidos en ediciones colectivas impresas en Roma y editadas por Florido De Silvestris y Giovanni Battista Caifabri (Roma 1662, 1663, 1664, 1667); su presencia en Génova en 1667 también es atestiguada por un documento de archivo.

Hace excepción a las colecciones mencionadas una antología de 1665, en la que el compositor es definido como 'maestro di cappella en Sant'Apollinare' en Roma, de la que era en ese momento maestro de cappella Giacomo Carissimi. Si no se trata de un error de imprenta (por el que el cargo correspondiente a Carissimi fue asignado inadvertidamente a Pagliardi), debe suponerse que en 1665 Pagliardi habría sustituido temporalmente al titular: en una colectiva que agrupa a 'diversos excelentes autores romanos' difícilmente habría podido entrar un forastero, si no hubiera estado en Roma aquel año. La presencia hipotética de Pagliardi en Roma podría, a su vez, estar ligada a la del organista genovés Federico Mangiarotti, que en la colección de 1664 aparece llamado 'alumno de Pagliardi' y 'maestro di cappella de Albano'.

Catedral de San Lorenzo, Florencia

El debut en el campo teatral tuvo lugar con música de escena para las presentaciones vienesas de la comedia "El secreto a voces" de Calderón de la Barca (carnaval de 1671); la partitura, que establece la autoría de la música se conserva en Viena (Österreichische Nationalbibliothek). En la corte austríaca, el teatro hispano nunca había faltado: pero la llegada, a fines de 1666, de la nueva consorte del emperador Leopoldo I, la infanta Margarita, intensificó su presencia. El encargado del espectáculo fue el genovés Paolo Spinola Doria, marqués de los Balbases, embajador de España en Viena desde 1670: esto explicaría la contratación de su compatriota Pagliardi. A más tardar desde 1671 el compositor fue sucesor de Antonio Cesti (muerto el 14 de octubre de 1669) como maestro di cappella en la corte de Cosimo III de Medicis: la calificación se encuentra en el prefacio del libreto de su primer 'melodrama', "Caligula delirante" (Venecia, teatro de Ss Giovanni e Paolo, carnaval 1672), donde le dan el título de maestro di cappella del Gran Duque de Toscana.

El drama, extraviado, se debería presuntamente a Nicolò Beregan, que es el único dramaturgo veneciano que en esta época utilizaba la palabra 'melodrama' y no a Domenico Gisberti, a quien a veces se ha atribuido por confusión con su 'opera in stile recitativo' (un dramma di parola) "La pazzia in trono", o "Il Caligola delirante" (1660).

Los hermanos Grimani, propietarios de teatro de Ss. Giovanni e Paolo, contrataron a Pagliardi para otros dos dramas: "Lisimaco" (diciembre de 1673; libreto de Cristoforo Ivanovich) y Numa Pompilio (carnaval 1674; libreto de Matteo Noris). En noviembre de 1680 Pagliardi alojaba en el monasterio filipino de San Firenze. Al año siguiente participó, con Bonaventura Cerri y Pietro Sammartini, en el concurso para el cargo de maestro di cappella de Santa Maria del Fiore, que terminó el 26 de junio de 1681 con un compromiso formal: Cerri, ya sacristán de la catedral florentina fue elegido, pero mantenía el mero nombramiento, y su sueldo mensual, por orden del gran duque, se pagaba a Pagliardi; muerto Cerri en 1685, el año siguiente el cargo pasó a Pietro Sammartini. En los documentos del concurso se habla del 'sacerdote Giovanni Maria Pagliardi, valioso maestro de canto actualmente al servicio de la Gran Duquesa'. Se desconoce el año de su ordenación sacerdotal: al estar desprovisto del título 'don' en la impresión Caifabri de 1667, a diferencia de otros canónigos que allí aparecen, se puede asumir que se ordenó después de esa fecha.

Edición en DVD del melodrama "Calígula delirante" de Giovanni Maria Pagliardi

En 1681 comenzó a componer para el teatro de la villa de Pratolino, buscado por el príncipe heredero Ferdinando: el 30 de agosto el cantante Filippo Melani envió desde Florencia a Ippolito Bentivoglio en Ferrara el libreto de una comedia hecha por el príncipe de Toscana, que puede haber sido el 'drama in musica' "Rosalba", el único dado en Pratolino ese año. Para el mismo teatro compuso "Lo speziale di villa" (otoño de 1683, repuesto el año siguiente) e "Il finto chimico" (el mismo poeta, septiembre de 1686). En el otoño de 1685 fue repuesto "Caligula delirante". Siempre para Pratolino Pagliardi compuso dos dramas musicales sobre versos del florentino Giovanni Andrea Moniglia: "Il pazzo per forza" (26 de agosto de 1687), versión abreviada del espectáculo ya dado en Florencia en 1658 con música de Jacopo Melani; e "Il tiranno di Colco" (1 de septiembre de 1688); la paternidad de la música se afirma en el prefacio del drama (Moniglia, 1689). En septiembre de 1689 se dio "La serva favorita" (texto de Cosimo Villifranchi.

Gran resonancia tuvo la 'festa teatrale' "Il Greco in Troia", dada en el teatro florentino de la Pérgola (29 de enero de 1689) para la boda de Ferdinando y Violante Beatrice de Baviera, que había tenido lugar por poder en el pasado mayo, pero oficialmente en Florencia el 9 de enero, ya presente la novia.  En la corte de los Medicis Pagliardi se prodigó no sólo como compositor de ópera: fue también profesor de música de Ferdinando. En 1690 Ferdinando lo homenajeó a su vez con un retrato al pastel, obra de Domenico Tempesti, en el que el compositor está representado en la vestimenta clerical, y le compró donde Bartolomeo Cristofori, fabricante de instrumentos de teclado, una 'espinetina' realizada por Niccolò Berti.

Desde 1693 había sido maestro di cappella de San Lorenzo, Florencia, una posición que normalmente llevaba adjunto un beneficio establecido por la familia Medicis, que durante años se había otorgado a los compositores más importantes de la ciudad, con tal que fueran sacerdotes, como era Pagliardi; y como vice-maestro di cappella de Santa María del Fiore, asumió el cargo pleno reemplazando a Pietro Sanmartini, suspendido repentinamente en 1690 por razones desconocidas; lo mantuvo, aunque sin nombramiento oficial, hasta después de la muerte de este último (1 de enero de 1701). Desde entonces hasta su muerte siguió siendo director musical y el principal compositor de óperas y probablemente de los muchos otros tipos de interpretaciones musicales producidas en la villa del príncipe en Pratolino y en el Palazzo Pitti, Florencia. Murió en el Casino di San Marco, donde se alojaba al menos desde 1693, y fue enterrado al día siguiente en San Lorenzo.

Pagliardi fue mejor conocido como compositor de óperas. Su ópera más exitosa, "Caligula delirante", se repuso 14 veces por lo menos, representándose en cinco ciudades exclusivamente en 1675. Su música es notable por su apasionado y caprichoso cromaticismo, un rasgo compartido por otros compositores de ópera florentinos de ese tiempo (por ejemplo Bonaventura Cerri).