Μετά από μια ένδοξη ποδοσφαιρική καριέρα, αρχικά στον Ατρόμητο αλλά κυρίως στην ΑΕΚ, ο Παντελής Νικολάου αφοσιώθηκε στην ιατρική και έγινε ένας από τους διαπρεπέστερους ορθοπεδικούς στην Ελλάδα, με ειδικότητα στις αθλητικές κακώσεις.

Σπούδασε παράλληλα με την επαγγελματική ενασχόλησή του με το ποδόσφαιρο, αποφοιτώντας από την Ιατρική Σχολή του Μπάρι της Ιταλίας. Στη συνέχεια ήρθε με φοιτητική μετεγγραφή και αποφοίτησε από την Ιατρική Σχολή του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών το 1975.
Υπήρξε γιατρός των Εθνικών ομάδων από το 1982, όταν σταμάτησε το ποδόσφαιρο, μέχρι το 1994. Είναι γιατρός της ΑΕΚ από το 1987 μέχρι και σήμερα. Υπήρξε μέλος του διοικητικού συμβουλίου της Ελληνικής Ποδοσφαιρικής Ομοσπονδίας (Ε.Π.Ο.) και πρόεδρος της Υγειονομικής Επιτροπής της Ομοσπονδίας (1994-1995). Απέκτησε τον τίτλο ειδικότητας της Ορθοπεδικής τον Φεβρουάριο του 1981 και το 1985 πήρε τον τίτλο του Διδάκτορα του ιδίου Πανεπιστημίου.
Αμέσως μετά τη λήψη της ειδικότητάς του μετέβη στο Πανεπιστήμιο 'DUKE" στη Βόρεια Καρολίνα, των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής για τριετή μετεκπαίδευση στην αντιμετώπιση των Αθλητικών Κακώσεων (1983-86). Ασχολήθηκε ιδιαίτερα με την έρευνα. Μάλιστα το ερευνητικό έργο του Παντελή Νικολάου χρονολογείται από το 1979. Αποκορύφωμα αυτού, ήταν το βραβείο "Ο Donohue” της Αμερικάνικης Ορθοπεδικής Εταιρείας Αθλητιατρικής το 1986, το οποίο του απονεμήθηκε για την πρωτοποριακή εργασία του στις μεταμοσχεύσεις των χιαστών συνδέσμων του γόνατος. Το 1997 οι πολύχρονες μελέτες του στην Φυσιολογία των Μυϊκών Θλάσεων επιβραβεύτηκαν με το ανώτατο βραβείο "Kappa Delta" της Αμερικάνικης Ακαδημίας Ορθοπεδικών.
Είναι μέλος πολλών Ελληνικών {ΕΕΧΟΤ, ΕΑΕ) και ξένων ιατρικών Ενώσεων (ΑΑΟS, ΕSSΚΑ, ΙSACΟS, ΙCRS, Piedmont Orthopedic Society, ΕFΟSΤ, ΑCL, Study Group, ΟRS) και συγγραφέας πολλών άρθρων σε Ελληνικά και διεθνή ιατρικά περιοδικά.
Από το 1987 και μετά εργάζεται στο Ιατρικό Κέντρο Αθηνών έχοντας δημιουργήσει μαζί με τους συνεργάτες του εξειδικευμένο τμήμα Ορθοπεδικής και Αθλητικών Κακώσεων, πραγματοποιώντας 600 χειρουργικές επεμβάσεις κάθε χρόνο.