Completa la següent frase: Originari de Nus, Pellegrino va debutar a la Copa del Món en la temporada 2009-10. Ha aconseguit els seus millors resultats en els esdeveniments de sprint i va guanyar la Copa Sprint en la temporada 2015-16, convertint-se en el primer no escandinau en guanyar la Copa del Món de Sprint. A partir del 30 de novembre de 2018, Pellegrino ha guanyat 12 victòries individuals a la Copa del Món, totes elles en sprints: té el rècord de la majoria de victòries individuals per a un italià a la Copa del Món de Cross-Country. Va guanyar la seva primera medalla internacional a l'esquí de fons a la
Campionat del Món 2015 a Falun, Suècia. Juntament amb Dietmar Nöckler, Pellegrino va guanyar una medalla de bronze en l'esprint en equip, clàssic. El 2017 es va convertir en Campió del Món després de guanyar l'esdeveniment de sprint freestyle durant el Campionat del Món de 2017 a Lahti, Finlàndia. Aquesta va ser la primera medalla d'or per als homes italians als Mundis Nòrdics des que Renato Pasini i Cristian Zorzi van guanyar l'esprint per equips el 2007. Va formar part de l'equip italià que va guanyar la segona medalla consecutiva de la nació en l'esdeveniment de sprint en equip, aquesta vegada una medalla de plata juntament amb el seu company d'equip Dietmar Nöckler.