Am 17. November 2010 kam Patrício beim 4:0-Sieg gegen Weltmeister Spanien zu seinem A-Länderspieldebüt, als er zur zweiten Halbzeit für Eduardo eingewechselt wurde. Fortan lieferte er sich mit Eduardo einen Konkurrenzkampf um den Platz im Tor, in den später noch Beto und Anthony Lopes mit eingriffen, der aber weitgehend zu Gunsten von Patrício ausging. So bestritt er die EM 2012, bei der Portugal im Halbfinale gegen Spanien im Elfmeterschießen ausschied, als Stammtorhüter. Bei der WM 2014 stand er im Auftaktspiel gegen den späteren Weltmeister Deutschland ebenfalls im Tor. Nachdem er aber vier Gegentore kassiert und sich verletzt hatte, wurde er im zweiten Spiel gegen die USA durch Beto ersetzt. Beto spielte anschließend auch im gegen Ghana, das die Portugiesen mit 2:1 gewannen. Ungeachtet dessen schied Portugal vorzeitig aus.