Bekannt geworden ist Pearlstein vor allem für seine fotorealistischen Aktmalereien und Porträts seit den 1960er Jahren, in denen er die nackten Körper in ungewöhnlichen Posen oder die Porträtierten zum Teil fragmentarisch angeschnitten wie Einzelteile eines Stilllebens im Bild arrangiert, so dass sie oft gänzlich verfremdet erscheinen. Seine Arbeiten wurden in zahlreichen internationalen Ausstellungen gezeigt, wie zum Beispiel auf der Biennale von Tokio 1974 oder 2010 in der Kunsthalle Emden, und befinden sich in bedeutenden Sammlungen wie der Stiftung Preußischer Kulturbesitz, dem Museum of Modern Art New York oder dem Art Institute of Chicago.