Patterson wurde in St. Petersburg, Florida, geboren und wuchs dort auf. Ihre Mutter war 16 Jahre alt, als sie geboren wurde. Sie absolvierte die Tisch School of the Arts der New York University und begann später, in Off-Broadway-Produktionen aufzutreten. Ihr Debüt auf der großen Leinwand gab sie mit einer Nebenrolle in der romantischen Komödie von 2010, Why Did I Get Married Too?. 2012 gab sie ihr Broadway-Debüt in der Produktion Wit des Manhattan Theatre Club mit Cynthia Nixon in der Hauptrolle. Später trat sie in Off-Broadway-Produktionen von Luck of the Irish, Significant Other und By the Way, Meet Vera Stark auf. 2017 spielte sie die Hauptrolle in August Wilsons Stück Jitney.

2015 trat Patterson in dem biografischen Drama Straight Outta Compton unter der Regie von F. Gary Gray auf. Im Fernsehen hatte sie Gastauftritte in The Good Wife, Blue Bloods, Elementary und Instinct. Von 2017 bis 2018 war sie festes Ensemblemitglied der E!-Dramaserie The Arrangement. 2020 spielte sie Josephine Baker in einer Episode der HBO-Serie Lovecraft Country. 2021 spielte Patterson die Hauptrolle in der Action-Comedy-Serie Turner & Hooch auf Disney+. Die Serie wurde nach einer Staffel abgesetzt. 2023 spielte Patterson die Bürgerrechtlerin Coretta Scott King in dem biografischen Drama Rustin unter der Regie von George C. Wolfe. Später im Jahr 2023 wurde sie neben Carrie Preston in der CBS-Comedy-Dramaserie Elsbeth besetzt.