Od 1933 występował w filmach, debiutował rolą inżyniera Skalskiego w Szpiegu w masce u boku Jerzego Leszczyńskiego i Hanki Ordonówny. Film nie zdobył dobrych recenzji, a sam Pichelski po kilku latach przyznał, że przyjęcie tej roli było błędem. Status gwiazdy zyskał na krótko przed wybuchem II wojny światowej dzięki swoim rolom pierwszoplanowym w filmach: Ludzie Wisły (1938), Kościuszko pod Racławicami (1938), Granica (1938), Sygnały (1938). Był w tym czasie drugim najlepiej zarabiającym polskim aktorem, po Eugeniuszu Bodo. W 1939 grał Janka Bohatyrowicza w ekranizacji Nad Niemnem, jednak film ten nie wszedł do kin ze względu na wybuch wojny – premiera była zaplanowana na 6 września 1939.
Ze względu na swoje warunki zewnętrzne oraz wysportowaną sylwetkę często grywał role wojskowych. Dzięki pewnemu podobieństwu do amerykańskiej gwiazdy kina Gary’ego Coopera, nazywany był polskim Garym Cooperem. Po raz pierwszy został porównany do amerykańskiego aktora podczas wywiadu po premierze Szpiega w masce w 1933, a później określenie to zyskało szeroką popularność.