Pablo Andújar Alba voit le jour à Cuenca, en Espagne. Son père se nomme José et sa mère Inma. Il a également une sœur, Ana, et un frère, José. Il commence le tennis à l’âge de six ans et ce sport devient rapidement une passion pour le jeune garçon. Bien qu'étant passionné de tennis, il apprécie aussi le football, soutenant le club de Levante. Pablo se dit admiratif de joueurs espagnols tels que Rafael Nadal ou David Ferrer.
2004-2007 : Début de carrière
Pablo Andújar débute en 2004 par cinq tournois Futures. En 2005, il participe à 17 tournois ITF en Espagne et y gagne deux titres à Elche et Vilafranca avant de perdre la finale à Barcelone. En 2006, Andújar atteint la finale à Catane et Monterotondo Roma en Italie et remporte le titre à Rimini. Il forme une paire efficace avec son compatriote Marcel Granollers en double, allant deux fois en finale à Sassuolo et Barcelone. En 2007, il se qualifie pour son premier tournoi ATP à Costa do Sauípe, mais c'est quelques mois plus tard à Valence qu'il gagne son premier match, contre Simon Greul. Il perd au tour suivant en 3 sets contre le futur finaliste Potito Starace. Andújar se hisse en demi-finale à Monza. En qualification pour Roland-Garros, il perd contre Navarro. Dès lors, il poursuit sa carrière essentiellement dans des tournois Challenger.
2008 : Arrivée dans le top 100
En 2008, ses performances en Challenger lui permettent d'entrer pour la première fois de sa carrière dans le top 100. En effet, on le voit prendre part à 11 tournois. Andújar atteint les finales de Telde et Reggio Emilia. Il parvient à de nombreuses reprises au dernier carré, comme à Naples ou San Remo. Il remporte trois rencontres de niveau ATP, en phase de qualification, à Valence contre David Ferrer. Pour ses débuts à Roland-Garros, il s'impose au premier tour contre Gonzalez. Andújar se défait de l'ancien numéro 1 mondial espagnol Carlos Moyà à Bucarest. Le , il est 88e mondial.
2009-2010 : Confirmation et première finale ATP
En 2009, Andújar parvient pour la deuxième année consécutive au second tour de Roland-Garros mais est stoppé par le Français Paul-Henri Mathieu. L'année 2010 est une réussite pour Andújar qui finit la saison 71e mondial. Il atteint sa première finale ATP World Tour et réalise de beaux parcours en Challenger. Au mois de septembre, il se retrouve en finale à Bucarest mais Juan Ignacio Chela soulève le trophée (5-7, 1-6). Andújar remporte un nouveau titre Challenger à Orbetello et établit 28 victoires dans cette catégorie. Pour la troisième année de suite, son parcours s’arrête au second tour à Roland-Garros. En ATP, Andújar s'impose huit fois pour le même nombre de défaites.
2011 : Premier titre en ATP et nouvel échec à Bucarest
En 2011, Andújar remporte son premier tournoi ATP à Casablanca au cours du mois d'avril. En juillet, il participe au tournoi de Stuttgart. En huitièmes de finale, il affronte Albert Montañés (2-6, 6-4, 6-3) et s'impose difficilement contre le Polonais Łukasz Kubot, bénéficiaire d'une wild card, en demi-finale (6-4, 3-6, 6-4). Il rejoint Juan Carlos Ferrero en finale, qui le bat sèchement (6-4, 6-0). En septembre, Andújar récidive de nouveau à Bucarest où il bat en demi finale Juan Ignacio Chela, qui s'était imposé l'année précédente. Néanmoins il ne parvient toujours à s'imposer en Roumanie et perd contre Florian Mayer (3-6, 1-6). Ces deux finales d'ATP 250 facilitent l'entrée d'Andújar dans le top 50 en fin d'année.
2012 : Deuxième titre ATP
En 2012, Andújar conserve son titre à Casablanca. Il atteint les demi-finales au tournoi de Belgrade mais sa route est barrée par Benoît Paire (3-6, 6-1, 3-6). À Acapulco, il réalise son meilleur parcours de la saison en éliminant au premier tour Leonardo Mayer puis son tombeur de Bucarest Florian Mayer (4-6, 7-5, 6-4). En demi, il retrouve l'Espagnol David Ferrer et ne peut rien faire pour gagner (2-6, 4-6). En Grand Chelem, Andújar a du mal à passer le cap des huitièmes de finale. L'Open d'Australie se termine rapidement pour l'Espagnol qui perd contre Juan Ignacio Chela au second tour. Il s'arrête au même stade à Roland-Garros et l'US Open, battu respectivement par Stanislas Wawrinka et Feliciano López. Aux Masters 1000, Andújar se hisse jusqu'au quatrième tour à Indian Wells. Au 2e tour, il bat le 18e mondial Florian Mayer (6-2, 6-4). Atteignant les huitièmes de finale, il s'incline contre le Serbe Novak Djokovic malgré un match serré (0-6, 7-63, 2-6). Il gagne un match contre un top 10 à Cincinnati face à Janko Tipsarević. Il totalise onze victoires en terre battue et huit en surface dure, pour seize défaites. Pour la deuxième année consécutive, l'Espagnol est dans le top 50.
2013 : Performant en Masters
En 2013, aux Masters de Madrid, l'Espagnol, ayant reçu une wild card, élimine au premier tour Marin Čilić, pourtant mieux classé que lui (66-7, 6-4, 6-1). Au tour suivant, il fait plier John Isner en deux sets (6-4, 6-4) avant de réaliser la performance d'éliminer le 14e mondial Kei Nishikori en quart (6-3, 7-5). Le favori Rafael Nadal met un terme à la trajectoire d'Andújar en demi-finale (6-0, 6-4). À l'Open de Nice, il se défait en trois sets de l'Australien Lleyton Hewitt puis bat sans accroc Lu Yen-hsun. En demi-finale, il perd contre Gaël Monfils (5-7, 4-6). Durant l'US Open, Andújar se qualifie au premier tour aux dépens du Néerlandais Thiemo de Bakker (6-4, 6-4, 6-4) avant de s'incliner contre Milos Raonic (1-6, 2-6, 4-6). L'Open d'Australie n'est guère mieux pour l'Espagnol qui ne reste qu'une journée, sorti par Xavier Malisse. Plus à l'aise sur terre battue, il est éliminé dès le premier tour de Roland-Garros par Mikhail Youzhny. Un mois plus tard, à Wimbledon, sur gazon, il sort lors de son premier match face au Français Adrian Mannarino. En double, accompagné par Guillermo García-López, la paire se hisse jusqu'en finale de l'Open de Gstaad mais ils perdent contre le duo Jamie Murray-John Peers. Au cours de la saison, il s'incline quatre fois contre les joueurs du top 10.
2014 : Quatrième saison consécutive dans le top 50
Andújar commence sa saison à Bueno Aires et accomplit un honorable circuit. En huitièmes de finale, il élimine son ami Marcel Granollers (6-3, 6-0). Fabio Fognini est son adversaire en quart de finale et devra batailler pour se défaire de l'ibérique (6-3, 5-7, 3-6). Le à l'Open de Rio de Janeiro sur terre battue, il tient deux balles de match contre Rafael Nadal en demi-finale alors que celui-ci était numéro 1 mondial avant de s'incliner (2-6, 6-3, 7-6)[1]. En juillet, il remporte son troisième titre en simple lors du tournoi de Gstaad face à Juan Mónaco[2]. L'Open de Hambourg voit l'Espagnol accomplir un beau parcours, se faisant éliminer en demi-finale par David Ferrer (0-6, 1-6). À l'open de Valence, il sort expéditivement Tomáš Berdych (6-3, 6-2) puis le serbe Dušan Lajović (6-3, 6-2). Au stade des quarts de finale, son compatriote Tommy Robredo l'élimine malgré un match solide (64-7, 4-6). Lors de l'Open d'Australie, Andújar atteint le second tour après avoir dominé Albert Ramos, mais bute sur Jerzy Janowicz (6-4, 63-7, 65-7, 3-6). Il se fait éliminer dès le premier tour à Roland-Garros par Marin Čilić et Wimbledon par le jeune Blaž Rola. À l'US Open, il perd au second tour face à Kei Nishikori, futur finaliste du tournoi. Durant les barrages de la Coupe Davis, Andújar s'incline en cinq sets contre Thomaz Belluci (6-3, 7-66, 4-6, 5-7, 3-6). L'Espagne s'incline 3-1 face au Brésil.
2015-2017 : années sans titres
En avril, il réalise de bonnes performances à l'Open de Barcelone, où il élimine notamment en demi-finale son compatriote David Ferrer[3]. Le , il s'incline en finale sans démériter contre le Japonais Kei Nishikori, qui remporte le titre pour la deuxième fois consécutive (6-4, 6-4)[4]. En mai à Roland-Garros, il atteint pour la première fois le 3e tour d'un tournoi du Grand Chelem, mais perd contre le Français Jo-Wilfried Tsonga (63-7, 4-6, 3-6)[5].
En août, il se qualifie pour la première fois à une deuxième semaine de Grand Chelem à US Open en battant le Britannique Kyle Edmund au premier tour, en 5 sets, puis ne perdra plus aucun set face à l'Italien Lorenzo Sonego, au deuxième tour, puis face au Kazakh Alexander Bublik, au troisième tour.
2021 : sensation à Roland-Garros et titre de champion d'Espagne
Apres une victoire à Genève sur Roger Federer, Pablo Andújar crée une énorme sensation à Roland-Garros en éliminant le double finaliste en 2018 et 2019, Dominic Thiem. L'Autrichien n'avait jusque là jamais perdu au premier tour, et ne s'était incliné que contre Rafael Nadal, Novak Djokovic, Pablo Cuevas et Diego Schwartzman.
En novembre 2021, il remporte le championnat d'Espagne avec son club le CT Valencia, contre le Murcia CT.