Po raz pierwszy na arenie międzynarodowej Caitlin Patterson pojawiła się 24 listopada 2006 roku w zawodach US Super Tour w West Yellowstone, gdzie zajęła 27. miejsce w sprincie techniką dowolną. W 2010 roku wystąpiła na mistrzostwach świata juniorów w Hinterzarten, zajmując między innymi siedemnaste miejsce w biegu na 5 km stylem klasycznym i ósme w sztafecie. Na rozgrywanych rok później mistrzostwach świata młodzieżowców w Otepää w swoim najlepszym starcie, biegu łączonym na 15 km, była dwudziesta. W Pucharze Świata zadebiutowała 13 grudnia 2012 roku w Canmore, zajmując 50. miejsce w biegu na 10 km klasykiem. Jak dotąd nie zdobyła pucharowych punktów. Bierze także udział w zawodach cyklu FIS Marathon Cup, w których raz stała na podium – 23 lutego 2013 roku była trzecia w amerykańskim maratonie American Birkenbeiner. W biegu tym wyprzedziły ją jedynie jej rodaczka Caitlin Gregg oraz Estonka Tatjana Mannima. W klasyfikacji generalnej &lt;a href="FIS%20Marathon%20Cup%202012/2013"&gt;sezonu 2012/2013&lt;/a&gt; zajęła 18. miejsce.