През 1895 завършва право в Софийския университет, а през 1897-1898 специализира в Германия. След завръщането си в България е адвокат във Враца, а от 1923 – в София. Той се включва и в организирането на Българската работническа социалдемократическа партия, като от 1909 е член на нейния Централен комитет, а от 1911 до 1927 е народен представител. След Солунското примирие участва като вътрешен министър в широката коалиция, начело с Теодор Теодоров (1919).

През 1935, след Деветнадесетомайския преврат, Пастухов публикува отворено писмо до цар Борис III, призоваващо за възстановяване на Търновската конституция, след което е интерниран за известно време на остров Света Анастасия. Той се противопоставя и на образуването на прокомунистическия Отечествен фронт. През август 1944 е сред инициаторите на подписването на Манифеста на 13-те, съдържащ искания за промяна на външнополитическия курс и възстановяване на конституцията. След Деветосептемврийския преврат през 1944 отказва да сътрудничи на просъветското правителство и след разцепването на БРСДП (ш.с.) през 1945 влиза в ръководството на опозиционната Българска работническа социалдемократическа партия (обединена).

Четири дни преди изборите от 27 октомври 1946 година Пастухов е лишен от правителството от граждански и политически права, за да не може да участва в избора срещу комунистическия лидер Георги Димитров, но въпреки това той получава 18 хиляди гласа.
Заради статиите си "Не ме изкушавайте, лицемери" и "Нашата войска", публикувани във в. "Свободен народ", през 1946 e осъден на пет години затвор за „антинародна дейност“. Обявява се против започнатата Културна автономия на Пиринска Македония – най-зловещото престъпление на българските комунисти.

Кръстю Пастухов умира на 25 август 1949 в Сливенския затвор. Според неофициални сведения е удушен от криминалния престъпник Антон Попантонов по заповед на тогавашния министър на вътрешните работи Антон Югов. Реабилитиран е през януари 1990 г., а името му се превърнало в морален символ на социалдемокрацията и до днес смущава съня на мимикриращите комунисти.