Αποφοίτησε από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών το 1975. Απέκτησε τον τίτλο ειδικότητας της Ορθοπαιδικής το Φεβρουάριο του 1981 και το 1985 πήρε τον τίτλο του Διδάκτορα του Πανεπιστημίου Αθηνών. Αμέσως μετά τη λήψη της ειδικότητάς του μετέβη στο Πανεπιστήμιο Duke, στη Βόρεια Καρολίνα, των ΗΠΑ, για τριετή μετεκπαίδευση στην αντιμετώπιση των Αθλητικών Κακώσεων (1983-86).

Το ερευνητικό έργο του Παντελή Νικολάου χρονολογείται από το 1979 με αποκορύφωμα το βραβείο «O Donoghue» το 1986 της Αμερικάνικης Ορθοπαιδικής Εταιρείας Αθλητιατρικής, για την πρωτοποριακή εργασία του στις μεταμοσχεύσεις των χιαστών συνδέσμων του γόνατος. Το 1997, οι πολύχρονες μελέτες του στη Φυσιολογία των Μυϊκών Θλάσεων επιβραβεύθηκαν με το ανώτατο βραβείο «Kappa Delta» της Αμερικάνικης Ακαδημίας Ορθοπαιδικών. Είναι μέλος πολλών Ελληνικών (EEXOT, EAE) και ξένων ιατρικών Ενώσεων (AAOS, ESSKA, ISACOS, ICRS, Piedmont Orthopaedic Society, EFOST, ACL Study Group, ORS) και συγγραφέας πολλών άρθρων σε Ελληνικά και διεθνή ιατρικά περιοδικά.

Το 2016 εξελέγη 2ος Αντιπρόεδρος της Ελληνικής Ορθοπαιδικής Εταιρείας και διετέλεσε καθήκοντα Πρόεδρου το 2017. Υπήρξε ποδοσφαιριστής της ΑΕΚ από το 1971 μέχρι και το 1982 και μέλος των Εθνικών Ομάδων Νέων Ελπίδων και Ανδρών, με αποκορύφωμα τη συμμετοχή του στα τελικά του Πανευρωπαϊκού Κυπέλλου το 1980 στην Ιταλία, με την Εθνική Ανδρών. Ανακηρύχθηκε «Αθλητής της χρονιάς» για τα έτη 1974 και 1979 από τον Πανελλήνιο Σύνδεσμο Αθλητικού Τύπου. Διετέλεσε γιατρός των Εθνικών ομάδων από το 1982 μέχρι το 1994.

Είναι γιατρός της ΠΑΕ ΑΕΚ από το 1987 μέχρι και σήμερα. Για έξι χρόνια διετέλεσε γιατρός της ΠΑΕ ΟΛΥΜΠΙΑΚΟΣ (2003-2009). Υπήρξε μέλος του διοικητικού συμβουλίου της Ελληνικής Ποδοσφαιρικής Ομοσπονδίας (Ε.Π.Ο.) και πρόεδρος της Υγειονομικής Επιτροπής της Ομοσπονδίας (1994-1995). Διετέλεσε Πρόεδρος της ΠΑΕ ΑΕΚ για ένα έτος (1997-1998). Από το 1987 και μετά εργάζεται στο Ιατρικό Κέντρο Αθηνών έχοντας δημιουργήσει μαζί με τους συνεργάτες του εξειδικευμένο τμήμα Ορθοπαιδικής και Αθλητικών Κακώσεων.