I 1972 forlot han ordenen og prestekallet og ble gift. Fra 1975 til 1998 var han professor i systematisk teologi ved Universitetet i Hamburg, som katolikk i en protestantisk avdeling for teologi. Som økumenisk teolog var Pesch en disippel av Heinrich Fries. Han fremla sin doktorgradsavhandling i 1965 om rettferdiggjøringslæren ved å sammenligne Martin Luther og Thomas Aquinas.