Patrick debutta sul palcosenico prestissimo, grazie ad una famosa compagnia teatrale del Maine in uno spettacolo molto particolare, 'On golden Pond', nel quale interpreta il figlio adottivo di un omosessuale. A soli 19 anni la sua immagine diventa televisiva e cinematografica.
La prima apparizione sul piccolo schermo è sulla rete americana Cbs nella commedia 'Heaven help us' e successivamente nella serie di scarso successo 'Fast Time'.
Il primo successo arriva nel 1987, nel film "Can't buy me love" a cui seguono tantissime commedie adolescenziali, come "Lover boy" con l'attrice Kirstie Alley e "Happy together" con Helen Slater.
Partecipa alle versioni televisive di alcuni film di successo come 'The Player' (1997) e 'About a boy' (2003), e interpreta un brillante giornalista sportivo gay innamorato di Will nella fortunata serie 'Will&Grace'.
Nel 2002 riceve un ruolo importante nel film "Tutta colpa dell'amore", accanto a Reese Witherspoon e nel 2004 recita come co-protagonista nel film in costume "Iron Jawed Angels", con le bellissime Hilary Swank e Angelica Huston.
E' conosciuto dal pubblico italiano come il misterioso neurochirurgo Derek Shepherd nella serie tv 'Grey's Anatomy', con cui ha anche ottenuto una nomination per la miglior performance come attore maschile in una serie tv agli ultimi Golden Globes del 2007.
Ha lavorato nella pellicola "Freedom Writers" (2006), di nuovo accanto a Hilary Swank, in una storia vera che racconta il disagio e le differenze etniche tra gli studenti di una scuola di Los Angeles.
Di recente ha girato "Come d'incanto" (2007) accanto a Amy Adams.