Su afición a las motos empezó a los dos años. Casi montaba en moto antes de aprender a andar.

Hizo su debut en el Grand Prix en el 2006 cuando se convirtió en la persona más joven en obtener un punto en un GP, ocho días después de cumplir 15 años.

Antes de ganar el campeonato Moto2 en el 2013, terminó en el segundo lugar en el 2012 y tercero en el 2010. En 2015 se alzo con el título de campeón de las 8 horas de Suzuka compitiendo para el equipo Yamaha. A mediados de 2016 ficha por KTM. Durante su primera temporada en KTM, se anunció su renovación para 2018 junto con su compañero Bradley Smith.9 Durante el GP de la República Checa, sufrió una caída durante el warn up lap que le provocó una fractura de clavícula izquierda. Semanas después, volvió a fracturar esa misma clavícula durante el GP de Aragón.

En su segunda temporada en KTM y su quinta general en MotoGP logra su primer podio, quedando tercero en el GP de Valencia. Para la temporada 2019 continua en KTM. En 2020 Honda Racing Corporation hizo oficial el fichaje de Pol Espargaró Villà para las temporadas 2021. En la quinta prueba del Campeonato 2020, consiguió salir de la pole position en el Gran Premio de Estiria. Tras liderar las últimas vueltas, en las últimas curvas le adelantaron Miguel Oliveira y Jack Miller, finalizando en tercera posición. Además, consiguió la vuelta rápida en pista.

En 2021 Pol logró su primera pole con Honda (Silverstone) y su primer podio (Misano). Encara su segunda temporada como piloto oficial de Honda con ambición. El salto adelante de la Honda RC213V puede ser clave en sus aspiraciones para este año.