Dibināts pēc muižupagastu likvidēšanas sakarā ar 1866. gada pagastu pašvaldību likuma pieņemšanu.
Līdz 1925. gada teritoriālajai reformai Pastendes pagasts sastāvēja no divām atsevišķām daļām, kur lielākā daļa zemes piederēja barona Hāna Pastendes muižai. Pagastam piederošos Kalešus un Mordangu no pamatteritorijas atdalīja Stendes pagasta zemes. Reformas rezultātā Mordanga tika pievienota Spāres pagastam, bet Kaleši — Stendes pagastam. Pastendes pagastam pievienoja lielāko daļu Talsu pagasta.
1945. gadā Pastendes pagastā izveidoja Pastendes un Talsciemaciema padomes, bet pagastu 1949. gadā likvidēja. Vēlākajos gados lielākā daļa pagasta teritorijas nonāca Ģibuļu pagastā, bet nelielas teritorijas tika iekļautas Talsu pilsētā.