Avant de se consacrer à la réalisation cinématographique, Vincent Patrice a étudié au Conservatoire national supérieur d'art dramatique (CNSAD) et à l'Institut des hautes études cinématographiques (IDHEC). Il commence sa carrière en travaillant comme assistant réalisateur pour des films tels que "Le Hussard sur le toit" (1995) de Jean-Paul Rappeneau et "Les Enfants du marais" (1998) de Diane Bertrand.
En 2004, Vincent Patrice réalise son premier long métrage, "Les Choristes", qui est un grand succès critique et commercial. Le film raconte l'histoire d'un jeune homme qui prend en charge une école pour garçons difficiles dans les années 1940 et réussit à les sauver grâce à la musique. "Les Choristes" remporte trois Césars, dont celui du meilleur film, ainsi que l'Oscar de la meilleure chanson originale pour "Les choristes" de François Bernheim et Christophe Barratier.
En 2008, Vincent Patrice réalise son second long métrage, "Paris", qui se déroule dans les années 1960 et suit la vie d'un jeune homme qui arrive à Paris pour devenir un grand photographe. Le film reçoit de bonnes critiques mais n'a pas eu autant de succès que "Les Choristes".
En 2011, Vincent Patrice réalise le téléfilm "La Loi des merveilles", qui est une adaptation d'une nouvelle de Victor Hugo. Le film raconte l'histoire d'un vieux fermier qui se retrouve dans une guerre entre les humains et des créatures fantastiques.
En 2015, Vincent Patrice réalise le long métrage "Barakat!" qui retrace la vie de Saladin, sultan ayyubide du Moyen-Orient au XIIe siècle. Le film a été présenté en première mondiale à l'Arab Film Festival de Dubaï.
En 2018, Vincent Patrice réalise le téléfilm "La Belle équipe", qui est une adaptation de la série télévisée belge du même nom. Le film raconte l'histoire d'un jeune homme qui rejoint un journal pour les sans-abris et découvre que le travail n'est pas aussi facile qu'il le croyait.
En 2021, Vincent Patrice réalise le téléfilm "Le Passeur" qui retrace la vie du pasteur protestant français Daniel Cohn-Bendit, connu pour avoir participé à la Révolution hongroise de 1956 et pour son engagement politique.