Patterson nació y creció en St. Petersburg, Florida. Su madre tenía 16 años cuando ella nació. Se graduó de la Tisch School of the Arts de la Universidad de Nueva York y luego comenzó a aparecer en producciones off-Broadway. Hizo su debut en la pantalla grande con un papel secundario en la película de comedia dramática romántica de 2010, Why Did I Get Married Too?. En 2012 hizo su debut en Broadway en la producción de Manhattan Theatre Club de Wit protagonizada por Cynthia Nixon. Posteriormente actuó en producciones off-Broadway de Luck of the Irish, Significant Other y By the Way, Meet Vera Stark. En 2017 protagonizó la obra de August Wilson, Jitney.

En 2015, Patterson apareció en la película dramática biográfica Straight Outta Compton dirigida por F. Gary Gray. En televisión, hizo apariciones como invitada en The Good Wife, Blue Bloods, Elementary e Instinct. De 2017 a 2018 fue miembro regular del reparto de la serie dramática de E!, The Arrangement. En 2020 interpretó a Josephine Baker en un episodio de la serie de HBO, Lovecraft Country. En 2021, Patterson protagonizó la serie de comedia de acción de Disney+, Turner & Hooch. La serie fue cancelada después de una temporada. En 2023, Patterson interpretó a la líder de derechos civiles Coretta Scott King en la película dramática biográfica, Rustin dirigida por George C. Wolfe. Más tarde, en 2023, fue elegida junto a Carrie Preston en la serie de comedia dramática de CBS, Elsbeth.