Nach dem Besuch der Gymnasien in Minden, Köln und Koblenz trat Pagenstecher am 1. April 1863 als Dreijährig-Freiwilliger in das Pionier-Bataillon Nr. 8 der Preußischen Armee ein. Mit der Beförderung zum außeretatsmäßigen Sekondeleutnant wurde er am 1. November 1864 zur 3. Ingenieur-Inspektion versetzt und nahm 1866 während des Deutschen Krieges bei der Ersatz-Kompanie im Westfälischen Pionier-Bataillon Nr. 7 am Mainfeldzug teil. Nachdem man ihn am 3. September 1867 zum Ingenieuroffizier ernannt hatte, wechselte er am 6. Februar 1869 mit der Versetzung in das 3. Rheinische Infanterie-Regiment Nr. 29 die Truppengattung. Ab 1. Oktober 1869 war Pagenstecher Adjutant des II. Bataillons in Simmern. Zu Beginn des Krieges gegen Frankreich nahm er an der Unternehmung gegen Diedenhofen teil und wurde für sein Wirken in der Schlacht bei Gravelotte mit dem Eisernen Kreuz II. Klasse ausgezeichnet. Am 20. August 1870 erfolgte seine Ernennung zum Regimentsadjutanten und in dieser Eigenschaft wirkte er im weiteren Kriegsverlauf bei Amiens, an der Hallue und bei Saint-Quentin sowie vor Metz und Péronne.