По мотивам произведений его цикла о Джеке Обри и Стивене Мэтьюрине снят фильм «Хозяин морей: на краю земли».
Настоящее имя О'Брайана Ричард Патрик Расс (англ. Richard Patrick Russ). Он родился в деревне Чалфонт Сент-Питер, Бакингемшир в семье врача немецкого происхождения и англичанки ирландского происхождения. Будучи восьмым из девяти детей, он остался без матери в возрасте трёх лет. Биографы отмечают его крайне изолированное детство, с нерегулярной учёбой в школе и продолжительными периодами, проведёнными дома с отцом и мачехой, в течение которых и началась его карьера писателя (см. ниже). В 1934 году он в течение короткого времени учился на пилота Королевских ВВС, но без особого успеха. К 1935 году он уже находился в Лондоне, где и женился в 1936 году на своей первой жене, Элизабет. У них было двое детей; их младший ребенок, дочь, страдала от расщепления позвоночника и умерла в 1942 году в возрасте трёх лет, хотя к этому времени Патрик уже ушёл из семьи, проживавшей в их отдалённом загородном домике, и вернулся в Лондон, где и проработал в течение всей войны. Комментаторы, в числе которых Дин Кинг, утверждали, что в период войны О’Брайан был вовлечён в работу разведки и даже, возможно, принимал участие в спецоперациях за рубежом. Говорилось, что именно приобретенные им тогда знания позволили возникнуть близкому ему по характеру персонажу Стивену Мэтьюрину, разведчику. Однако, пасынок О'Брайана Николай Толстой с этим не согласен, хотя и подтверждает, что во время бомбардировок Лондона фашистами он работал добровольным водителем кареты скорой помощи, благодаря чему и познакомился с Мэри, бывшей женой знатного по происхождению юриста-россиянина Графа Дмитрия Толстого. Они прожили вместе до конца войны и, после того как оба развелись со своими прежними супругами, поженились в июле 1945-го. В следующем месяце он изменил имя на Патрик О’Брайан.
В промежутке между 1946 и 1949 гг. О’Брайаны проживали в Кройсоре, отдалённой долине на севере Уэльса, где они поначалу снимали дом у валлийского архитектора сэра Клафа Уильямс-Эллиса. Здесь, О'Брайан получил возможность заниматься естествознанием; он рыбачил, наблюдал за птицами, а также принимал участие в местных охотах. Всё это время они жили на небольшой доход Мэри О'Брайан и скудный доход от писательской деятельности О'Брайана.
Сельская местность и люди из глубинки дали вдохновение для многих рассказов, написанных им в то время, а также благосклонно принятого критиками романа "Доказательства" (1952), действие которого происходит в тонко замаскированном Кройсоре. В 1949 году О'Брайен и Мэри переехали в Кольюр, каталонский город на юге Франции. За следующие четыре десятилетия он усовершенствовал своё мастерство, его литературная репутация в Великобритании понемногу росла, кроме того он стал признанным переводчиком работ французских авторов на английский язык. В начале 1990-ых серия книг об Обри-Мэтьюине была успешно перезапущена на американском рынке, и получила признание критиков, резко увеличив продажи книг О'Брайена и принеся ему известность в Великобритании и Америке. В 1995 ему была присуждена самая первая литературная премия Хэйвуд Хилл за все его литературные произведения, и он был удостоен звания Командора Ордена Британской империи в 1997-м. Он и Мэри прожили вместе в Кольюре до самой её смерти в 1998-м, но О'Брайан продолжил работу над своими военно-морскими романами, проведя зиму 1998-1999 гг. в дублинском Тринити Колледже, который удостоил его в 1997-м почетной докторской степени.
О’Брайан отчаянно защищал свою частную жизнь и отказывался раскрывать любые подробности о ней и о своём прошлом. Он предпочитал не публиковать биографических сведений о себе на обложках своих книг и предоставлял только самый минимум личной информации когда по-другому не получалось. На протяжении многих лет обозреватели и журналисты считали его ирландцем, а он не предпринимал никаких шагов, чтобы исправить эту неточность. В 1998 году в документальном фильме Би-би-си, снятого по следам опубликованного газетой Дэйли Телеграф журналистского расследования, были озвучены факты о его происхождении, его настоящее имя и информация о первом браке, за которыми последовало огромное количество критических комментариев в прессе. (В своём введении к биографии О’Брайана, ранее упомянутый пасынок и историк О’Брайана, Николай Толстой утверждает, что смог дать более точное и сбалансированное повествование о характере, поступках и мотивах своего покойного отчима, в особенности в том, что касается его первого брака и первой семьи.)
Патрик О’Брайан умер в январе 2000 года во время пребывания в Дублине. Его тело было возвращено в Кольюр, где он был похоронен рядом со своей женой.
См. Цикл о капитане Джеке Обри и докторе Стивене Мэтьюрине