Urodziła się 8 kwietnia 1968 roku w Chicago (Illinois, USA) w rodzinie aktorskiej. W wieku 15 lat uciekła z domu i zamieszkała z siostrą
Rosanną. Karierę rozpoczęła od występów w horrorach i filmach dla nastolatków, takich jak "
Ładna mądrala" i "
Koszmar z ulicy Wiązów 3: Wojownicy snów". W 1988 roku dostała rolę w "
Daleko na północy", debiucie reżyserskim
Sama Sheparda. Na początku lat 90. pojawiła się w takich filmach jak "
Indiański biegacz"
Seana Penna, "
Dziki kwiat"
Diane Keaton czy "
Ethan Frome"
Johna Maddena.
Przełom w jej karierze nastąpił wraz z rolą Alabamy Whitman (nominacja do Saturna) w "
Prawdziwym romansie"
Tony'ego Scotta, do którego scenariusz napisali
Quentin Tarantino i
Roger Avary. Później Arquette wcieliła się w żonę tytułowego bohatera w "
Ed Woodzie"
Tima Burtona oraz amerykańską lekarkę w "
Ucieczce z Rangoon". W kolejnych latach wystąpiła m.in. w "
Zagubionej autostradzie"
Davida Lyncha, horrorze "
Stygmaty", "
Ciemnej stronie miasta"
Martina Scorsese, komedii "
Mały Nicky" (nominacja do Złotej Maliny), "
Wojnie plemników" na podstawie scenariusza
Charliego Kaufmana czy "
Małe jest piękne".
W 2005 roku Patricia otrzymała główną rolę w serialu
Glenna Gordona Carona "
Medium" (nakręcono siedem sezonów). Postać, w którą się wcieliła - Allison, która potrafi kontaktować się ze zmarłymi - przyniosła jej m.in. trzy nominacje do Złotego Globu i nagrodę Emmy. W 2014 odbyła się premiera, kręconego od 2002 do 2013 roku dramatu "
Boyhood"
Richarda Linklatera, który przyniósł aktorce m.in. Oscara, nagrodę Amerykańskiego Stowarzyszenia Krytyków Filmowych, Satelitę, BAFTĘ i Złoty Glob. Udział w serialu "
Ucieczka z Dannemory", opartym na prawdziwych wydarzeniach, dał Arquette Złoty Glob i nagrodę Critics' Choice Television. W 2019 roku wcieliła się w matkę głównej bohaterki w produkcji, również opartej na faktach, "
The Act" (Złoty Glob dla najlepszej aktorki drugoplanowej, Emmy).
Prywatnie w wieku 20 lat aktorka po raz pierwszy została matką - urodziła syna
Enzo. Jego ojcem jest muzyk
Paul Rossi. Patricia Arquette dwukrotnie zmieniała stan cywilny. W latach 1995-2001 jej mężem był
Nicolas Cage, a w latach 2006-2011
Thomas Jane, z którym przyjaźni się do dzisiaj (mają córkę
Harlow Jane). Aktorka zajmuje się również pracą charytatywną. Jest współzałożycielką organizacji GiveLove, która wspiera ekologię. W 2017 brała udział w marszu kobiet, sprzeciwiającym się
Donaldowi Trumpowi.