Патрик Гелън Демпси е роден на 13 януари 1966 г. в Луистън, Мейн, САЩ. Той е най- малкият от трите деца на Аманда и Уилям Демпси. Патрик учи в гимназията „Сейнт Доминик” в Търнър, Мейн, където майка му е секретарка. Напуска училището обаче и не успява да се дипломира. Патрик е открит от агент случайно и е поканен на прослушване за роля в театрална продукция. След като печели конкурса, той заминава за четири месеца на турне с трупата на Сан Франциско. Младежът се появява в шоуто „Оvernight Success” на Тери де Сарио по MTV, където танцува и жонглира / хоби, което има от-малък/. Следват още няколко театрални участия в окръга .През 1985г. дебютира в киното с „Heaven Help Us”/1985/, две години по-късно се снима в „In The Mood” с Бевърли д’Анджело, след още две лета участва в „Ловърбой” с Кърсти Али.
По същото време се жени за първи път за 48 годишната Рошел Паркър. Нейният син е само с година по- голям от „пастрока си”, който става един от най-добрите му приятели. Никой не е учуден когато бракът им приключва през 1994. Хубавото момче от Мейн получава много добри отзиви за ролята си на боса Майър Лански в „Мобстърс”, който се появява на големия екран през 1991г. В този период прохождащият актьор се запознава и с телевизията. Играе младия Кенеди във втората част на „JFK: Reckless Youth /1993/, но е забелязан като Уил в сериала „Уил и Грейс”. Снима се и в телевизионните версии на „Играчът” и „Маркъс”. Пет години след развода с Рошел, Патрик се жени за Джилиан Финк, от която има момиченце на 6 години и двама близнаци родени на 01 февруари 2007г. Доказателство за това, че Демпси е вече известен е първата номинация за „Еми” за драматична роля в „Once & Again” през 2001. Година по-късно играе големия Уилям Масуди в „Клубът на императорите” /2002/. През 2004 е част от екипа на суперпродукцията на HBO „Iron Jawed Angels”с Хилари Суонк и Анджелика Хюстън.
Покрай успехите не забравя и Холивуд, където се снима редовно - партнира на Рийз Уидърспуун в „Сватбен сезон” /2002/, в „Писък 3” е детектив, озвучава Кенаи в „Братът на мечката 2” /2006/. Следващата година успява да се появи в „Омагьосана” на Дисни и във „Freedom Writers”, където за втори път е рамо до рамо с „момичето за милион долара”.
Големият успех идва със синия екип и шаренакърпа на Д-р Дерек Шепърд, героят му от сериала „Анатомията на Грей”. Медиите му отделят огромно вниматие и го наричат „McDreamy” заради закачливята усмивка и откровения сексапил който излъчва. През 2006 преподписва договор с ABC, според който заплатата му за един епизод става $225 000. Следват втора номинация за „Еми” и първа за „Златен глобус” през 2007г. Успехът води след себе си друг успех. Той е поканен от „Мазда” да стане техен представител, а малко след това вече е рекламно лице на модния гигант „Версаче”.
В момента работи с „Ейвън” по парфюм, който ще излезе на пазара през ноември тази година. Патрик се увлича от високите скорости, има участия на Индианаполис 500. През 2008 ще участва и в пет от дванайсетте серии на „Ролекс Дейтона”.
През 1997г. майката на Патрик се разболява от рак на яйчниците, но успява да го победи на два пъти. Това е причината Патрик Демпси да основе медицински център в своя роден град Луистън в Мейн.