Wczesna kariera
Patrick Chan zaczął jeździć na łyżwach w 1996 roku. Początkowo chciał nauczyć się jeździć na łyżwach, aby grać w hokeja, ale szybko zainteresował się łyżwiarstwem figurowym. Jego trener, Osborne Colson, kazał mu spędzać 30 minut dziennie na podstawowych ćwiczeniach z zakresu uderzeń, pracy na krawędzi, cięcia poprzecznego i równowagi. Chan powiedział: "Mówię ludziom, że zawdzięczam płynność w moich kolanach i płynność, którą generuję z moich krawędzi panu Colsonowi. Wiedział, że musi wszystko rozłożyć na czynniki pierwsze i zacząć od podstaw od podstaw łyżwiarstwa."
Sezon 2007-2008
Chan dzielił swój czas treningowy pomiędzy World Arena Ice Hall w Colorado Springs, Colorado, a Granite Club w Toronto.
Chan brał udział w Mistrzostwach Świata 2008 w marcu. Zajął siódme miejsce w programie krótkim i jedenaste w łyżwiarstwie dowolnym, plasując się na dziewiątym miejscu w klasyfikacji generalnej.
Sezon 2008-2009
Na Mistrzostwach Świata w 2009 roku Chan zajął trzecie miejsce w programie krótkim, za Brianem Joubertem i Evanem Lysackiem, oraz drugie w łyżwiarstwie dowolnym, zdobywając srebrny medal za Lysackiem. Miał osiemnaście lat. Startował również dla Kanady w 2009 roku na World Team Trophy. Zajął czwarte miejsce w konkursie mężczyzn, a Kanada zdobyła srebro, za Stanami Zjednoczonymi i przed Japonią.
Sezon 2009-2010
Zimowe Igrzyska Olimpijskie 2010 odbyły się w ojczyźnie Chan, Kanadzie. Chan zajęła siódme miejsce w programie krótkim, a następnie uzyskała nowy najlepszy wynik osobisty i zajęła czwarte miejsce w łyżwiarstwie dowolnym, zajmując piąte miejsce w klasyfikacji generalnej.
Chan wystartował ponownie na Mistrzostwach Świata w 2010 roku. Zajął drugie miejsce w programie krótkim, zaledwie 1,50 punktu za liderem, Daisuke Takahashi. W łyżwiarstwie dowolnym zajął drugie miejsce, 8,98 punktu za Takahashi, zdobywając swój drugi srebrny medal. Chan zarobił 27 000 dolarów w nagrodę pieniężną.
Sezon 2010-2011
Chan rozpoczął swój sezon na Liberty Summer Competition 2010, gdzie zadebiutował swoim nowym programem krótkim do muzyki Take Five, utworu jazzowego. Zajął pierwsze miejsce w programie krótkim, lądując swoje pierwsze 4T w zawodach i otrzymał wysoką ocenę za wykonanie skoku. W łyżwiarstwie dowolnym nie trafił z 4T, ale wylądował kombinację 3A-3T po raz pierwszy w zawodach i zdobył złoty medal.
Na Mistrzostwach Świata 2011, które odbyły się w Moskwie po miesięcznym opóźnieniu, Chan wygrał program krótki z wynikiem 93,02 punktów, co jest nowym rekordem świata. W łyżwiarstwie dowolnym zdobył 187,96 punktów (kolejny rekord świata), co dało mu łącznie 280,98 punktów w ciągu dwóch dni zawodów. We wrześniu otrzymał trzy certyfikaty Guinness World Records za ustanowienie rekordów świata w programie krótkim, łyżwiarstwie dowolnym i ogólnym wyniku.
Sezon 2011-2012
W lutym 2012 roku Chan wziął udział w Mistrzostwach Czterech Kontynentów 2012. Zajął pierwsze miejsce w programie krótkim, 4.51 przed Takahito Mura, oraz w łyżwiarstwie dowolnym, 24.25 przed Daisuke Takahashi, i uzyskał 10.00 za ocenę składową programu. Zdobył złoto z łączną notą 273,94 punktów.
Pod koniec marca 2012 r. Chan wziął udział w Mistrzostwach Świata 2012 w Nicei we Francji i zdobył swój drugi z rzędu tytuł mistrza świata. Zajął pierwsze miejsce w obu segmentach i zdobył 266,11 punktów, o 6,45 wyprzedzając srebrnego medalistę Daisuke Takahashi. Część publiczności przyjęła wynik gwizdami. 16 kwietnia 2012 r. media poinformowały, że Chan przyjął rezygnację Krall. Chanowi przypisuje się, że Krall poprawił jego skok na quadach.
Sezon 2012-2013
W tym sezonie Chan był trenowany przez Kathy Johnson i Eddiego Shipsteada. Odszedł od swojej wieloletniej choreografki Lori Nichol i poprosił Jeffa Buttle'a i Davida Wilsona o przygotowanie swoich konkurencyjnych programów.
W styczniu 2013 r., na Mistrzostwach Kanady, Chan zajął pierwsze miejsce w obu segmentach i zdobył swój szósty kanadyjski tytuł narodowy. Na Mistrzostwach Świata 2013, które odbyły się w London, Ontario, Kanada, Chan wygrał program krótki zdobywając 6,81 punktów więcej niż Denis Ten z Kazachstanu. Ustanowił nowy rekord świata. Popełnił kilka błędów w swoich skokach w łyżwiarstwie dowolnym i zajął drugie miejsce w tym segmencie. Z 267,78 punktami na koncie Chan zajął pierwsze miejsce, wyprzedzając Ten o 1,3 punktu. Był to trzeci z rzędu tytuł mistrza świata dla Chana.
Sezon 2013-2014
W sezonie 2013-14 ISU Grand Prix, Chan wygrał zarówno 2013 Skate Canada International i 2013 Trophée Éric Bompard z rekordowym wynikiem światowym w tym czasie zarówno w programie krótkim jak i łyżwiarstwie dowolnym. Zajął drugie miejsce w finale Grand Prix, za Yuzuru Hanyu z Japonii.
Na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w 2014 roku Patrick Chan startował w zawodach drużynowych. Skakał w programie krótkim mężczyzn i zajął trzecie miejsce, przyczyniając się do srebrnego medalu Kanady.
Podczas zawodów indywidualnych, Chan zajęła drugie miejsce w programie krótkim, zdobywając 3,93 punktu mniej niż rekord świata Hanyu i ponad dziesięć punktów przed resztą zawodników. Program Hanyu składał się z tych samych skoków co Chan, ale osiągnął lepszą jakość i amplitudę skoków, szczególnie potrójnego axla. Hanyu upadł dwa razy podczas jazdy wolnej i miał kolejną potrójną bonifikatę za postawienie stopy w środku sekwencji skoków, podczas gdy Chan miał problemy z kilkoma skokami, w tym chybił przy stosunkowo prostym podwójnym axelu. W rezultacie Hanyu wyprzedził Chana w łyżwiarstwie dowolnym o 0,54 punktu i zdobył złoty medal, podczas gdy Chan otrzymał srebrny medal.
Sezon 2015-2016
Wiosną 2015 roku Chan potwierdził w kilku wywiadach, że rozpocznie treningi do sezonu 2015-2016.
Chan z łatwością zdobył swoją ósmą krajową płytkę podczas 2016 Canadian Figure Skating Championships Chan zdobył złoto podczas 2016 Four Continents Championships, pokonując Jin Boyang i zdobywając nowy osobisty najlepszy wynik w łyżwiarstwie dowolnym. Na Mistrzostwach Świata w 2016 roku Chan zajął piąte miejsce po zajęciu trzeciego miejsca w short i piątego w free.
Sezon 2016-2017
Chan i Johnson zdecydowali, że przeprowadzą się do Vancouver w lipcu 2016 roku. Zrezygnowała w sierpniu 2016 roku, a przeprowadzka do Vancouver została wstrzymana. 23 września 2016 roku Chan ogłosił, że jego nowy zespół trenerski będzie prowadzony przez Marinę Zuevę, a jego bazą treningową będzie Canton, Michigan. W Canton miałby pozostać na cały sezon.
Chan z łatwością zdobył rekordowy, dziewiąty kanadyjski tytuł krajowy. Na Mistrzostwach Świata w 2017 r. ustanowił swój nowy osobisty rekord w programie krótkim 102,13, stawiając się w walce o medal na trzecim miejscu, ale spadł na szóstą pozycję po programie długim. W trakcie sezonu próbował włączyć poczwórne Salchow do swojego repertuaru w odpowiedzi na rosnącą trudność skoków jego czołowych konkurentów.
Sezon 2017-2018
W lutym Chan reprezentował Kanadę na swoich trzecich Igrzyskach Olimpijskich w Pyeongchang, w Korei Południowej. Zdobył swoje pierwsze złoto olimpijskie i trzeci medal olimpijski ogółem podczas zawodów drużynowych, pokonując olimpijczyków z Rosji. Skakał w obu segmentach, zajmując trzecie miejsce w łyżwiarstwie krótkim i pierwsze w łyżwiarstwie dowolnym. Dzięki temu Kanada zdobyła 18 punktów drużynowych, o sześć więcej niż rosyjski łyżwiarz Mikhail Kolyada. W indywidualnych zawodach mężczyzn Chan zajął dziewiąte miejsce po szóstej pozycji w programie krótkim i ósmej w łyżwiarstwie dowolnym. Chan potroił próbę quada, podwoił próbę triple, dotknął ręką potrójnego axla i potknął się na niektórych elementach pracy nóg. Stwierdził, że te zawody olimpijskie były jego ostatnimi. Oficjalnie przeszedł na emeryturę z zawodów 16 kwietnia 2018 roku.
