W 1961 napisał monografię Pierwsze systemy semantyki Leona Chwistka, którą przedłożył jako rozprawę habilitacyjną. Do jego osiągnięć naukowych należały m.in. zorganizowanie w Krakowie w 1959 Konferencji Historii Logiki i utrwalenie tego przedsięwzięcia w następnych latach, założenie w 1965 serii Prace z Logiki w ramach „Zeszytów Naukowych Uniwersytetu Jagiellońskiego”, która w 1973 przekształciła się w czasopismo „Reports on Mathematical Logic”.
Jego zainteresowania obejmowały logikę i teorię poznania, w szczególności zaś rozumowania, czynności poznawcze, podstawy wiedzy naukowej. Najbardziej znany jest ze swoich badań nad systemami logicznymi Leona Chwistka.
W 1968 przeszedł na emeryturę, jednak nie zerwał z dydaktyką i pracą naukową. Prowadził wykłady monograficzne dla studentów filozofii UJ oraz wykładał w Wyższej Szkole Pedagogicznej w Krakowie i na innych uczelniach. Opublikował wiele artykułów w czasopismach naukowych. Napisał trzy podręczniki akademickie i dwa skrypty z logiki ogólnej. Był promotorem kilku rozpraw doktorskich oraz recenzował prace habilitacyjne. Udzielał się również w towarzystwach naukowych i społecznych, m.in. Związku Bojowników o Wolność i Demokrację.mały|Grób Kazimierza Pasenkiewicza na cmentarzu Rakowickim w Krakowie Kazimierz Pasenkiewicz był dwukrotnie żonaty.