Počátky kariéry
Patrick Chan začal bruslit v roce 1996. Původně se chtěl naučit bruslit, aby mohl hrát hokej, ale brzy se začal zajímat o krasobruslení. Jeho trenér Osborne Colson ho přiměl, aby se 30 minut denně věnoval základním cvikům tahu, práci s hranami, křížovému řezání a rovnováze. Chan řekl: "Říkám lidem, že za plynulost v kolenou a plynulost, kterou vytvářím z hran, vděčím panu Colsonovi. Věděl, že musí všechno rozebrat a začít od základu se základy bruslení."
Sezóna 2007-2008
Svůj tréninkový čas Chan rozdělil mezi World Arena Ice Hall v Colorado Springs v Coloradu a Granite Club v Torontu.
Chan se v březnu 2008 zúčastnil mistrovství světa. V krátkém programu se umístil na sedmém místě, ve volné jízdě na 11. místě a celkově obsadil devátou příčku.
Sezóna 2008-2009
Na mistrovství světa 2009 se Chan umístil v krátkém programu na třetím místě za Brianem Joubertem a Evanem Lysackem a ve volné jízdě na druhém místě za Lysackem a získal stříbrnou medaili. Bylo mu osmnáct let. V roce 2009 startoval také za Kanadu na Světové trofeji družstev. V soutěži mužů se umístil na čtvrtém místě a Kanada získala celkově stříbro za Spojenými státy a před Japonskem.
Sezóna 2009-2010
Zimní olympijské hry 2010 se konaly v Chanově rodné zemi, v Kanadě. Chan se umístil na sedmém místě v krátkém programu a poté si vytvořil nový osobní rekord, když se umístil na čtvrtém místě ve volné jízdě a celkově skončil pátý.
Chan se opět zúčastnil mistrovství světa 2010. V krátkém programu se umístil na druhém místě, jen 1,50 bodu za vedoucím Daisuke Takahašim. Ve volné jízdě obsadil druhé místo se ztrátou 8,98 bodu na Takahašiho a získal svou druhou stříbrnou medaili ze světových šampionátů. Chan si na prémiích vydělal 27 000 USD.
Sezóna 2010-2011
Chan zahájil svou sezónu na soutěži Liberty Summer 2010, kde debutoval se svým novým krátkým programem na hudbu jazzové skladby Take Five. V krátkém programu se umístil na prvním místě, přistál poprvé v soutěži na 4T a za skok získal vysokou známku za provedení. Ve volné jízdě sice vynechal 4T, ale poprvé v soutěži přistál v kombinaci 3A-3T a získal zlatou medaili.
Na mistrovství světa 2011, které se konalo s měsíčním zpožděním v Moskvě, Chan zvítězil v krátkém programu s výsledkem 93,02 bodu, což je nový světový rekord. Ve volné jízdě nasbíral 187,96 bodu (další světový rekord), takže za dva soutěžní dny získal celkem 280,98 bodu. V září obdržel tři certifikáty Guinnessovy knihy rekordů za dosažení světových rekordů v krátkém programu, volné jízdě a celkovém skóre.
Sezóna 2011-2012
V únoru 2012 se Chan zúčastnil mistrovství čtyř kontinentů 2012. V krátkém programu se umístil na prvním místě s náskokem 4,51 před Takahitem Murou a ve volné jízdě s náskokem 24,25 před Daisukem Takahašim a za složky programu získal známku 10,00. Zlato získal s celkovým počtem 273,94 bodu.
Koncem března 2012 se Chan zúčastnil mistrovství světa 2012 ve francouzském Nice a získal svůj druhý titul mistra světa v řadě. V obou segmentech se umístil na prvním místě a skončil s celkovým počtem 266,11 bodu, o 6,45 bodu před stříbrným Daisuke Takahašim. Někteří diváci výsledek vypískali. Dne 16. dubna 2012 přinesla média zprávu, že Chan přijal Krallovo odstoupení. Přičítal Krallovi zásluhu na zlepšení svého skoku ve čtyřboji.
Sezóna 2012-2013
Během sezóny Chana trénovali Kathy Johnsonová a Eddie Shipstead. Opustil svou dlouholetou choreografku Lori Nicholovou a požádal Jeffa Buttlea a Davida Wilsona, aby připravili jeho soutěžní programy.
V lednu 2013 se Chan na mistrovství Kanady umístil na prvním místě v obou segmentech a získal svůj šestý kanadský národní titul. Na mistrovství světa 2013, které se konalo v Londýně v kanadském Ontariu, Chan vyhrál krátký program a získal o 6,81 bodu více než Denis Ten z Kazachstánu. Vytvořil tak nový světový rekord. Ve volné jízdě se dopustil několika chyb při skocích a v tomto segmentu obsadil druhé místo. Celkově skončil první se ziskem 267,78 bodu a o 1,3 bodu předstihl Ten v boji o zlatou medaili. Pro Chana to byl třetí titul mistra světa v řadě.
Sezóna 2013-2014
V sezóně 2013-14 vyhrál mezinárodní závody Skate Canada International 2013 a Trophée Éric Bompard 2013, přičemž v krátkém programu i volné jízdě dosáhl světového rekordu. Ve finále Grand Prix skončil druhý za Japoncem Yuzuru Hanyuem.
Na zimních olympijských hrách v roce 2014 se Patrick Chan zúčastnil týmové soutěže. V krátkém programu mužů se umístil na třetím místě a přispěl ke stříbrné medaili Kanady.
V individuálním závodě se Chan v krátkém programu umístil na druhém místě, když získal o 3,93 bodu méně než Hanyuův světový rekord a o více než deset bodů předstihl zbytek startovního pole. Hanyuův program obsahoval stejné skoky jako Chan, ale dosáhl lepší kvality a amplitudy skoků, zejména trojitého axela. Hanyu během své volné jízdy dvakrát spadl a další trojitou slevu dostal za položení nohy uprostřed skokové sekvence, zatímco Chan se potýkal s několika svými skoky včetně chybného poměrně jednoduchého dvojitého axela. Výsledkem bylo, že Hanyu ve volné jízdě překonal Chana o 0,54 bodu a získal zlatou medaili, zatímco Chan získal stříbrnou medaili.
Sezóna 2015-2016
Na jaře 2015 Chan v několika rozhovorech potvrdil, že začne trénovat na sezonu 2015-2016.
Chan získal na mistrovství Kanady v krasobruslení v roce 2016 osmou národní medaili Chan získal zlato na mistrovství čtyř kontinentů 2016, když porazil Jin Boyanga a ve volné jízdě si vytvořil nový osobní rekord. Na mistrovství světa 2016 skončil pátý, když se umístil třetí v krátké a pátý ve volné jízdě.
Sezóna 2016-2017
Chan a Johnson se v červenci 2016 rozhodli přestěhovat do Vancouveru. V srpnu 2016 podala výpověď a stěhování do Vancouveru bylo odloženo. Dne 23. září 2016 Chan oznámil, že jeho nový trenérský tým povede Marina Zueva a jeho tréninkovou základnou bude Canton ve státě Michigan. V Cantonu by zůstal po celou sezónu.
Chan snadno získal rekordní devátý kanadský národní titul. Na mistrovství světa 2017 si v krátkém programu vytvořil nový osobní rekord 102,13, čímž se dostal do boje o medaili na třetím místě, ale po dlouhém programu klesl na šesté místo. V průběhu sezony se pokusil do svého repertoáru zařadit čtverný salchow v reakci na zvyšující se obtížnost skoků svých špičkových konkurentů.
Sezóna 2017-2018
V únoru Chan reprezentoval Kanadu na své třetí olympiádě v jihokorejském Pchjongčchangu. Během týmové soutěže získal své první olympijské zlato a celkově třetí olympijskou medaili, když porazil Olympijské sportovce z Ruska. V obou segmentech se umístil na třetím místě v krátkém a prvním místě ve volné jízdě. Tím získal pro Kanadu 18 týmových bodů, o šest více než ruský bruslař Michail Koljada. V individuální soutěži mužů skončil Chan na devátém místě, když se umístil šestý v krátkém programu a osmý ve volné jízdě. Při pokusu o čtverný skok ztrojnásobil, při trojitém axelu se dotkl rukou a klopýtl o některé své nohy. Prohlásil, že tato olympijská soutěž byla jeho poslední. Oficiálně ukončil závodní kariéru 16. dubna 2018.
