L'influenza della madre, del fratello Gian Carlo - oltre all'atmosfera che si respirava a Torino, nell'operaio borgo San Paolo, dove la famiglia in quegli anni abitava - portarono presto il giovanissimo Giuliano - durante un soggiorno nel Varesotto, a Taino, paese d'origine dei Pajetta - a militare nell'organizzazione comunista clandestina. Già nel novembre del 1931 il ragazzo, per sottrarsi all'arresto, è costretto ad emigrare. Ripara in Francia, poi a Mosca alla Scuola Leninista, poi in Ucraina ed in Crimea. Torna in Francia nell'autunno del 1934 e gli viene affidata la direzione dei gruppi giovanili comunisti fra gli emigrati italiani.
Dopo due anni Giuliano Pajetta accorre in Spagna. Ha soltanto 21 anni, ma Luigi Longo, commissario generale delle Brigate Internazionali, nomina il giovane suo aiutante di campo. Nel 1937, "Giorgio Camen" - questo il nome di battaglia di Giuliano - che è commissario della 13a Brigata, è ferito nella battaglia di Brunete. Rientra in Francia, dove conosce suo figlio, e subito riprende l'attività in Spagna, fino al ritorno clandestino in Francia alla caduta della Repubblica. Nel 1939, di nuovo arrestato, è internato nel campo di Vernet. Vi resta dall'ottobre sino all'inizio del 1941, quando riesce ad ottenere, per sé, per la moglie Claudia Banchieri e per il primogenito Jeannot, un visto per il Messico. E' trasferito, quindi, nel campo di transito di Les Milles, ma invece di partire per l'America latina, Pajetta evade e torna in clandestinità, al lavoro fra gli emigrati per il Partito comunista.
Nel maggio del 1942 un altro arresto e una condanna a tre anni di carcere, che non sconta completamente perché, nel febbraio del 1944, "Giorgio Camen" partecipa ad un'evasione collettiva dal penitenziario di Nimes e raggiunge il maquis della Francia meridionale.
Tre mesi con i partigiani francesi e poi il rientro clandestino in Italia per entrare, a Milano, nel comando del C.V.L. "Monti", questo il nuovo nome, è ispettore per la Lombardia delle Brigate Garibaldi ed è incaricato dei collegamenti con il Fronte della gioventù. Nell'ottobre del 44 Pajetta finisce nelle mani delle SS, che non capiscono bene con chi hanno a che fare. Falliti i tentativi di scambio con degli ufficiali tedeschi, il 20 novembre 1944 transita per il lager di Bolzano, diretto a Mauthausen, l'<interprete> (in verità conosceva sette lingue), Pajetta Giuliano. A Mauthausen partecipa all'organizzazione della resistenza interna e, sia pur malandato in salute, rientra in Italia dopo la liberazione del campo nel maggio 1945.
Subito riprende l'attività di dirigente del PCI. Giuliano Pajetta fa parte dell'Assemblea costituente e poi, dal 1948 al 1972, dei due rami del Parlamento. Responsabile della Sezione esteri del Comitato centrale del PCI dal 1958 al 1966, poi dell'Ufficio fabbriche, Giuliano Pajetta ha diretto dal 1972 al 1981 l'Ufficio emigrazione del suo partito. Tra i suoi libri di memorie, ricordiamo Mauthausen (1946), Douce France. Diario 1941-42 (1956), Ricordi di Spagna. Diario 1937-39 (1977), Russia 1932-1934 (1985).