Patrick también es muy conocido por su interpretación de Ed Warren en la franquicia The Conjuring, que se encuentra entre las cinco películas sobrenaturales más taquilleras de todos los tiempos. The Conjuring 2, estrenada en 2016, recaudó la impresionante cifra de 40 millones de dólares en su fin de semana de estreno, y The Conjuring 3 (The Conjuring: The Devil Made Me Do It) llegó a los cines en mayo de 2021.

Patrick debutó recientemente como director al tiempo que protagonizaba Insidious 5(Insidious: The Red Door), que se convirtió en la entrega más taquillera de la franquicia. Próximamente, el público podrá disfrutar de su papel en la cuarta película de The Conjuring, The Conjuring: Last Rites, cuyo estreno está previsto para 2024.

Próximamente, los fans de Wilson podrán ver su papel en la película de John Krokida, Tunnels, que narra la historia del hermano adolescente de una víctima de un tiroteo escolar que se hace amigo de la abuela del tirador cuando ambos trabajan juntos en el mismo supermercado, y su papel en Millers in Marriage, dirigida por Edward Burns. Además, Wilson aparecerá en la nueva película sin título de Noah Baumbach en Netflix junto a George Clooney, Adam Sandler, Laura Dern, Bill Crudup, Riley Keogh y Greta Gerwig.

Otros créditos cinematográficos incluyen Moonfall, Midway, In The Tall Grass, Annabelle Comes Home, The Nun, The Commuter, The Founder, A Kind of Murder, The Hollow Point, Bone Tomahawk, Zipper, Home Sweet Hell, Matters of the Heart, Jack Strong, Big Stone Gap, Stretch, Space Station 76, Insidious: Capítulo 2, Insidious, Prometheus, Young Adult, The Ledge, Morning Glory, The Switch, The A-Team, Barry Munday, Watchmen, Life in Flight, Passengers, Lakeview Terrace, Purple Violets, Brothers Three: An American Gothic, Little Children, Running with Scissors, Hard Candy, El fantasma de la ópera, El Álamo y La boda de mi hermana.

Wilson saltó a la fama con su papel en la aclamada miniserie de la HBO"Angels in America" (2003), que le valió una nominación al Globo de Oro y al Emmy. La destreza televisiva de Wilson también ha sido celebrada, lo que le valió nominaciones a los premios Critics' Choice y Globo de Oro al "Mejor Actor de Serie Limitada" por su interpretación de Lou Solverson en Fargo. También protagonizó Un hombre superdotado y la segunda temporada de la premiada serie de HBO Girls. Otros créditos televisivos incluyen apariciones en The Other Two, Little Demon y Teen Titans Go!

Wilson también ha sido galardonado con dos nominaciones consecutivas al premio Tony al mejor actor de musical. Obtuvo su primera nominación por su trabajo en el éxito de Broadway de 2001 The Full Monty, por el que también obtuvo nominaciones a los premios Drama Desk y Outer Critics Circle y ganó un premio Drama League. En 2002, obtuvo su segunda nominación por su interpretación de "Curly" en la exitosa reposición de Broadway de 2002 de ¡Oklahoma!, por la que también recibió una nominación al Drama Desk Award. En 2006, volvió a Broadway para protagonizar la reposición de la comedia de Neil Simon Descalzos por el parque, junto a Amanda Peet. Su trabajo más reciente en Broadway es la reposición de 2008/2009 de Todos mis hijos, de Arthur Miller, con John Lithgow, Dianne West y Katie Holmes. 

Wilson, junto con otros expertos de la industria cinematográfica, ha creado una empresa de desarrollo teatral llamada Cinema Lab, que se centrará en la restauración de los cines afectados por la pandemia. El grupo tiene previsto comprar, renovar y reactivar teatros en todo Estados Unidos.

Nacido en Virginia y criado en San Petersburgo (Florida), Wilson se licenció en Bellas Artes por la Universidad Carnegie Mellon. Comenzó su carrera en los escenarios, donde fue aplaudido en las giras nacionales de Miss Saigón y Carrusel. En 1999, protagonizó en Broadway Bright Lights, Big City, que le valió un Drama League Award y una nominación al Drama Desk Award. Ese mismo año debutó en Broadway con Fascinating Rhythm, de Gershwin, por la que ganó otro Drama League Award.

Patrick reside actualmente en Nueva Jersey con su familia.