Tidlig karriere
Patrick Chan begyndte at stå på skøjter i 1996. Han ville oprindeligt lære at skøjte for at kunne spille hockey, men blev hurtigt interesseret i kunstskøjteløb. Hans træner, Osborne Colson, fik ham til at bruge 30 minutter om dagen på grundlæggende slag, kantarbejde, tværsnit og balanceøvelser. Chan sagde: "Jeg fortæller folk, at jeg skylder det flow i mine knæ og det flow, jeg skaber fra mine kanter, til hr. Colson. Han vidste, at han var nødt til at skille alting ad og starte fra bunden med det grundlæggende i skøjteløb."
Sæson 2007-2008
Chan delte sin træningstid mellem World Arena Ice Hall i Colorado Springs, Colorado, og Granite Club i Toronto.
Chan deltog ved verdensmesterskaberne i 2008 i marts. Han blev nummer syv i det korte program og nummer 11 i friis og blev samlet set nummer ni.
2008-2009 sæson
Ved verdensmesterskaberne i 2009 blev Chan nummer tre i det korte program efter Brian Joubert og Evan Lysacek og nummer to i friis og vandt sølvmedalje efter Lysacek. Han var 18 år. Han deltog også for Canada ved World Team Trophy i 2009. Han blev nummer fire i mændenes konkurrence, og Canada vandt sølv samlet set efter USA og foran Japan.
2009-2010 sæson
De Olympiske Vinterlege i 2010 blev afholdt i Chans hjemland, Canada. Chan blev nummer syv i det korte program og opnåede derefter en ny personlig rekord og en fjerdeplads i friis og sluttede som nummer fem i alt.
Chan deltog igen ved verdensmesterskaberne i 2010. Han blev nummer to i det korte program, kun 1,50 bag den førende, Daisuke Takahashi. Han blev nummer to i friis, 8,98 point efter Takahashi, og vandt dermed sin anden sølvmedalje ved VM. Chan fik 27.000 USD i præmiepenge.
2010-2011 sæson
Chan begyndte sin sæson ved Liberty Summer Competition 2010, hvor han debuterede med sit nye korte program til musikken Take Five, et jazzstykke. Han placerede sig som nummer et i det korte program og fik sin første 4T i konkurrencen og fik en høj karakter for udførelsen af springet. I friløbet missede han 4T, men landede en 3A-3T-kombination for første gang i konkurrencen og tog guldmedaljen.
Ved verdensmesterskaberne i 2011, der blev afholdt i Moskva efter en måneds forsinkelse, vandt Chan det korte program med en score på 93,02 point, en ny verdensrekord. I fri skøjteløb fik han 187,96 point (endnu en verdensrekord), hvilket gav ham i alt 280,98 point for hans to konkurrencedage. I september modtog han tre Guinness World Records-certifikater for at have opnået verdensrekorder i det korte program, i fri skøjteløb og i den samlede score.
2011-2012 sæson
I februar 2012 deltog Chan i 2012 Four Continents Championships. Han blev nummer et i det korte program med 4,51 foran Takahito Mura og i friis med 24,25 foran Daisuke Takahashi, og han fik 10,00 for sine programkomponentpoint. Han vandt guld med en samlet score på 273,94 point.
I slutningen af marts 2012 deltog Chan i verdensmesterskaberne 2012 i Nice, Frankrig, og vandt sin anden verdensmestertitel i træk. Han blev nummer et i begge segmenter og sluttede med i alt 266,11 point, 6,45 point foran sølvvinderen Daisuke Takahashi. Nogle i publikum buhede af resultatet. Den 16. april 2012 rapporterede nyhedsmedierne, at Chan havde accepteret Kralls opsigelse. Han krediterede Krall for at have forbedret sit firspring.
2012-2013 sæson
I løbet af sæsonen blev Chan trænet af Kathy Johnson og Eddie Shipstead. Han forlod sin mangeårige koreograf Lori Nichol og bad Jeff Buttle og David Wilson om at producere sine konkurrenceprogrammer.
I januar ved de canadiske mesterskaber i 2013 blev Chan nummer et i begge segmenter og vandt sin sjette canadiske nationale titel. Ved verdensmesterskaberne i 2013, der blev afholdt i London, Ontario, Canada, vandt Chan det korte program og fik 6,81 point mere end Denis Ten fra Kasakhstan. Han satte en ny verdensrekord. Han begik nogle fejl i sine spring i friløbet og blev nummer to i det segment. Han sluttede som nummer et med 267,78 point i den samlede stilling, hvilket var 1,3 point foran Ten, der fik guldmedaljen. Det var Chans tredje verdensmesterskab i træk.
2013-2014 sæson
I ISU Grand Prix-sæsonen 2013-14 vandt Chan både 2013 Skate Canada International og 2013 Trophée Éric Bompard med den daværende verdensrekord i både det korte program og den frie skøjteløbskonkurrence. Han sluttede på andenpladsen i Grand Prix-finalen bag Yuzuru Hanyu fra Japan.
Ved vinter-OL i 2014 deltog Patrick Chan i holdkonkurrencen. Han skøjtede mændenes korte program og blev nummer tre, hvilket bidrog til Canadas sølvmedalje.
I den individuelle konkurrence blev Chan nummer to i det korte program med 3,93 point mindre end Hanyus verdensrekord og mere end ti point foran resten af feltet. Hanyus program indeholdt de samme spring som Chan, men han havde opnået bedre kvalitet og amplitude i springene, især i triple axel. Hanyu faldt to gange under sin friløb og fik endnu en tredobbelt rabat for at sætte foden ned midt i en springsekvens, mens Chan kæmpede med flere af sine spring, herunder en misser på en relativt simpel dobbelt aksel. Som følge heraf var Hanyu 0,54 point bedre end Chan i friløb og tog guldmedaljen, mens Chan fik sølvmedaljen.
2015-2016 sæson
I løbet af foråret 2015 bekræftede Chan i flere interviews, at han ville begynde at træne til sæsonen 2015-2016.
Chan fik nemt sin ottende nationale flise ved de canadiske mesterskaber i kunstskøjteløb i 2016 Chan vandt guld ved Four Continents Championships i 2016, hvor han besejrede Jin Boyang og scorede en ny personlig rekord i fri skøjteløb. Han sluttede som nummer fem ved verdensmesterskaberne i 2016 efter en tredjeplads i den korte og en femteplads i den frie.
2016-2017 sæson
Chan og Johnson besluttede sig for at flytte til Vancouver i juli 2016. Hun sagde op i august 2016, og flytningen til Vancouver blev sat på standby. Den 23. september 2016 meddelte Chan, at hans nye trænerteam ville blive ledet af Marina Zueva, og at hans træningsbase ville være Canton, Michigan. Han ville blive i Canton i hele sæsonen.
Chan vandt nemt sin rekordniende canadiske nationale titel. Ved verdensmesterskaberne i 2017 satte han sin nye personlige rekord i det korte program med 102,13, hvilket bragte ham i medaljekonkurrence på tredjepladsen, men han faldt til sjettepladsen efter det lange program. I løbet af sæsonen forsøgte han at inkorporere en firdobbelt Salchow i sit repertoire som svar på de stigende springvanskeligheder hos sine topkonkurrenter.
2017-2018 sæson
I februar repræsenterede Chan Canada ved sit tredje OL i Pyeongchang i Sydkorea. Han vandt sin første olympiske guldmedalje og sin tredje olympiske medalje i alt under holdkonkurrencen, hvor han besejrede de olympiske atleter fra Rusland. Han skøjtede begge segmenter og blev nummer tre i den korte og første i den frie skøjteløb. Det gav 18 holdpoint til Canada, seks mere end den russiske skøjteløber Mikhail Kolyada. I den individuelle herrekonkurrence sluttede Chan på niendepladsen efter at have placeret sig som nummer seks i det korte program og nummer otte i fri skøjteløb. Han havde tredobbelt et firdobbeltforsøg, fordoblet en tredobbelt, ramt ned med hånden i en tredobbelt axel og snublet i noget af sit fodarbejde. Han erklærede, at denne olympiske begivenhed var hans sidste konkurrence. Han trak sig officielt tilbage fra konkurrence den 16. april 2018.
