Fora de Portugal, os pastéis de nata são particularmente populares na Europa Ocidental, na Ásia e em antigas colónias portuguesas como o Brasil, Moçambique, Macau, Goa e Timor‑Leste. O pastel de nata macaense foi até adotado pelo KFC, estando disponível em regiões como Hong Kong, Taiwan e China. Na Indonésia, esta pastelaria é especialmente apreciada em Kampung Tugu, Jacarta, um enclave culturalmente português (Mardijker).
Os pastéis de nata foram criados antes do século XVIII por monges católicos no Mosteiro dos Jerónimos, na freguesia de Santa Maria de Belém, em Lisboa. Na época, conventos e mosteiros utilizavam grandes quantidades de claras de ovo para engomar hábitos religiosos. As gemas que sobravam eram aproveitadas para confeccionar bolos e doces, originando uma vasta tradição de doçaria conventual em Portugal.
Após a Revolução Liberal de 1820 e a dissolução das ordens religiosas, muitos conventos enfrentaram o encerramento. Os monges começaram então a vender pastéis de nata numa refinaria de açúcar próxima para gerar receita. Em 1834, o mosteiro foi encerrado e a receita vendida à refinaria, cujos proprietários abriram em 1837 a célebre Fábrica de Pastéis de Belém. O negócio continua até hoje nas mãos dos descendentes.
Desde a sua abertura, a receita original é guardada numa sala secreta. A Fábrica de Pastéis de Belém é o local mais famoso para comprar estas iguarias, situada a apenas três minutos a pé do Mosteiro dos Jerónimos. A loja vende mais de 20.000 pastéis de nata por dia. Tradicionalmente, são polvilhados com canela e muitas vezes acompanhados de uma bica (café expresso forte).
Em 2009, o jornal The Guardian incluiu os Pastéis de Belém entre as 50 melhores coisas para comer no mundo.
Em 2011, após votação pública, foram eleitos uma das Sete Maravilhas da Gastronomia Portuguesa, consolidando ainda mais o seu estatuto de símbolo nacional.
A culinária japonesa foi fortemente influenciada pelos comerciantes portugueses no século XVI. Produtos como o panela (do português pão) e o castella têm origem nesse período. O pastel de nata é também parte dessa herança. No Japão, surgiram variações adaptadas ao mercado local, como o pastel de nata de chá verde, que acabou por ser exportado para a Coreia do Sul e outros mercados asiáticos.