Николай Дмитриевич Пахотищев родился 9 ноября 1919 года в городе Тайшет Иркутской области в семье рабочего. Русский.
Окончил семь классов.
В 1936 году призван в ряды Красной Армии. Учился в Иркутской школе военных техников и в лётно-планерной школе. В 1940 году окончил Челябинское военно-авиационное училище. В боях Великой Отечественной войны с августа 1941 года. Воевал на Западном, 1-м Украинском и 4-м Украинском фронтах.
Одним из первых освоил ночные вылеты на боевые задания. Доставлял грузы, выполнял ночное фотографирование в боевых условиях, бомбил вражеские объекты.
Штурман эскадрильи 22-го гвардейского бомбардировочного авиационного полка гвардии капитан Н.Д. Пахотищев к маю 1945 года совершил 236 боевых вылетов на бомбардировку живой силы и техники противника.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 29 июня 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования по уничтожению живой силы и техники противника и проявленные при этом мужество и героизм гвардии капитану Пахотищеву Николаю Дмитриевичу присвоено звание Героя Советского Союза
После окончания Великой Отечественной войны продолжал службу в ВВС. В 1952 году окончил Военно-Воздушную академию.