L'Università Politecnica delle Marche è presente a Pesaro dall'anno accademico 2000/01, anno in cui la Facoltà di Ingegneria attiva il corso di diploma universitario in Ingegneria Logistica e della Produzione. Con l'applicazione della riforma universitaria, nell'a.a. 2001/02 tutti gli studenti iscritti confluiscono nel corso di laurea in Ingegneria e Gestione della Produzione (classe delle lauree in Ingegneria industriale). Nell'a.a. 2009/10 l'ordinamento didattico viene aggiornato mantenendo il nome e l'elevata qualità dei contenuti. In seguito alla rimodulazione dell'intera offerta formativa di Facoltà, il corso conclude l'attività didattica frontale nel 2012 e le discussioni tesi nel 2014, garantendo agli ultimi iscritti la possibilità di laurearsi ad Ancona. Sede del corso era la struttura universitaria di PesaroStudi situata in viale Trieste.
La presenza dell'Ateneo dorico è rafforzata nell'a.a. 2005/06, anno in cui la Facoltà di Medicina e Chirurgia attiva il polo didattico locale del corso di laurea in Infermieristica (classe delle lauree in Professioni sanitarie infermieristiche e professione sanitaria ostetrica). Nell'a.a. 2011/12 l'ordinamento didattico viene aggiornato mantenendo il nome e l'elevata qualità dei contenuti. Il corso è ad accesso programmato a livello nazionale con prova di ammissione. Sede del corso è l'Azienda Sanitaria Territoriale Pesaro Urbino (ex Azienda ospedaliera "Ospedali Riuniti Marche Nord"), dapprima nell'immobile prospiciente PesaroStudi e dal 2019 presso il complesso ospedaliero di Muraglia, con una parentesi presso il centro formativo della ditta TeamSystem; da dicembre 2024 l'attività didattica si svolge in zona Torraccia.
L'offerta formativa torna ad ampliarsi nell'a.a. 2020/21, quando la Facoltà di Ingegneria attiva l'innovativo corso di laurea in Sistemi Industriali e dell'Informazione (classe delle lauree in Professioni tecniche industriali e dell'informazione), di tipo professionalizzante con ingresso diretto nel mondo del lavoro. Il corso è ad accesso programmato a livello locale con prova di ammissione. La sede del corso, dopo due anni accademici trascorsi nel prestigioso immobile di Palazzo Gradari (ZTL centro storico) e uno nella rinnovata struttura didattica di PesaroStudi (zona mare), è ora collocata presso i locali comunali del Quartiere 7 "Montegranaro Muraglia". A partire dall'a.a. 2025/26 il corso viene progressivamente trasferito nella sede di Ancona.
Una nuova opportunità parte nell'a.a. 2021/22, quando la Facoltà di Medicina e Chirurgia attiva il corso di laurea magistrale in Scienze Riabilitative delle Professioni Sanitarie (classe delle lauree in Scienze delle professioni sanitarie della prevenzione). Il corso è ad accesso programmato a livello nazionale con prova di ammissione. Sede del corso è l'Azienda Sanitaria Territoriale Pesaro Urbino, negli stessi locali che ospitano il corso di Infermieristica.
Un'ulteriore espansione caratterizza l'a.a. 2022/23, con l'attivazione dei nuovi corsi Ingegneria per la sostenibilità industriale (triennale; classe delle lauree in Ingegneria industriale) e Green Industrial Engineering (magistrale in lingua Inglese; classe delle lauree in Ingegneria energetica e nucleare), entrambi progettati a stretto contatto con la realtà industriale provinciale. I due corsi sono ad accesso libero, fatti salvi i requisiti previsti dalle rispettive norme di ammissione. La sede dei corsi è collocata presso i locali comunali del Quartiere 7.
