Пфистер родился в Чикаго, но вырос в Нью-Йорке. Его дед был редактором городской газеты в штате Висконсин. Отец же был продюсером теленовостей, который начинал свою карьеру на чикагском канале CBS-TV в 1955 году. Позже он работал с телеведущими Дэвидом Бринкли и Питером Дженнингсом, создавал передачи о политических съездах, космических полётах и движениях за права афроамериканцев.

Когда Пфистеру было около 11 лет, рядом с его домом проходили съёмки боевика Shamus (1973) с Бёртом Рейнольдсом. Мальчик был очарован осветительными приборами и кинокамерами. Вскоре он сам начинает снимать домашнее видео и короткометражки. Пфистер подражает своему отцу, делая слайды на плёнку Kodachrome, приглашает семью и друзей на небольшие шоу.

После окончания средней школы Пфистер нанимается ассистентом на телевизионную станцию в Солсбери, штат Мэриленд. Через пару месяцев с помощью новостной камеры CP16 он по выходным начинает снимать короткометражные фильмы, в том числе сделав визуальное эссе о викторианском доме. «Я делал маленькие, медленные шаги вокруг сложной архитектуры дома», вспоминает он, «смонтировав это с музыкой, я показал видео руководителю. Он сделал меня оператором. Я получал по 125 $ в неделю».

Позже Пфистер находит работу в качестве оператора в службе новостей города Вашингтона. Он делает репортажи из Конгресса США, Белого дома и спецвыпуски новостей с 1982 по 1985 год. С 1985 Пфистер начинает принимать участие в создании документальных фильмов сериала Frontline канала PBS и видеороликов о производстве для различных промышленных компаний Вашингтона.

В 1988 году Роберт Олтмен приезжает в Вашингтон, чтобы сделать минисериал для HBO «Таннер 88» (1988). Олтмен искал настоящего оператора новостей, чтобы тот смог реалистично снять сцену шоу. Он нанял его и попросил сделать несколько документальных кадров и интервью. Когда продюсеры увидели его работу, то утвердили Пфистера вторым оператором на запись этого шоу. Это был его первый опыт работы в игровом кино.

После этого Пфистер поступил в Американский институт киноискусства. Во время второго года обучения он сделал короткометражку о борце против апартеида. Он привлёк свой опыт, осветив съёмочную площадку так мрачно и резко, используя только один софит, что актёр может без проблем для картинки выходить из кадра.

В том же году с ним познакомился только что закончивший этот же институт Януш Камински. Он нанял его в качестве ассистента и электрика для своих проектов, так как знал его работы. Тогда же Камински нанял и оператора Фидона Папамайкла, с которым также сотрудничал Пфистер.

Роджер Корман дал Пфистеру возможность снимать сцены выстрелов и вставки для фильмов, над которыми работал Папамайкл. Это был его первый опыт работы на 35-мм плёнке. В частности он был вторым оператором у Папамайкла на проекте «Химия тела», а также на других фильмах Кормана.

В 1991 году Уолли Пфистер впервые сам снял полнометражный художественный фильм, дебютировав как оператор-постановщик ленты «Неродившийся ребёнок». После этого он снял ещё несколько фильмов ужасов.

Уолли Пфистер женат на Анне Джулиен (с 1992 года). У них трое детей: Ник, Клэр и Миа.