Patterson est née et a grandi à St. Petersburg, en Floride. Sa mère avait 16 ans lorsqu'elle est née. Elle est diplômée de la Tisch School of the Arts de l'Université de New York et a ensuite commencé à apparaître dans des productions off-Broadway. Elle a fait ses débuts sur grand écran dans un rôle secondaire dans la comédie romantique dramatique de 2010, Why Did I Get Married Too?. En 2012, elle a fait ses débuts à Broadway dans la production de Wit du Manhattan Theatre Club, avec Cynthia Nixon. Elle a ensuite joué dans des productions off-Broadway de Luck of the Irish, Significant Other et By the Way, Meet Vera Stark. En 2017, elle a joué dans la pièce d'August Wilson, Jitney.

En 2015, Patterson est apparue dans le film biographique Straight Outta Compton réalisé par F. Gary Gray. À la télévision, elle a fait des apparitions dans The Good Wife, Blue Bloods, Elementary et Instinct. De 2017 à 2018, elle a été membre de la distribution régulière de la série dramatique d'E!, The Arrangement. En 2020, elle a joué Josephine Baker dans un épisode de la série HBO, Lovecraft Country. En 2021, Patterson a joué dans la série comique d'action de Disney+, Turner & Hooch. La série a été annulée après une saison. En 2023, Patterson a joué la leader des droits civiques Coretta Scott King dans le film biographique dramatique, Rustin réalisé par George C. Wolfe. Plus tard en 2023, elle a été choisie face à Carrie Preston dans la série comique dramatique de CBS, Elsbeth.