Nach der Schule begann sie zunächst ein Malereistudium und wechselte dann an die Cooper Union in New York zu einem Filmstudium. Danach arbeitete sie zunächst als Kameraassistentin bei Werbefilmen und Musikvideos. 2001 beendete sie ein Regiestudium am American Film Institute. Im selben Jahr drehte sie ihre ersten Kurzfilme. 2003 erschien ihr Spielfilmdebüt "Monster", der am Wettbewerb der Berlinale 2004 teilnahm. Die Hauptdarstellerin Charlize Theron wurde auf dieser Berlinale mit dem Silbernen Bären ausgezeichnet und erhielt im selben Jahr den Oscar für diese Rolle. Nach dem Erfolg mit "Monster" arbeitete Patty Jenkins vor allem als Regisseurin für das Fernsehen.