Piloto de la Fórmula 1, reconocido como un caballero pero también un piloto de gran talento, Patrick compitió en 123 Grandes Premios entre 1977 y 1986, consiguiendo dos victorias, cinco pole positions y dos vueltas rápidas, pilotando para McLaren, Ferrari y Renault, entre otros. Tras retirarse de la competición, fue comentarista de la televisión francesa y también teniente de alcalde de Le Cannet, un suburbio de Cannes, en el sur de Francia, donde residió toda su vida.

Nacido en París en 1949, fue uno de los pilotos de carreras más encantadores y populares de la escena a principios de los años 80. Educado en Francia y Estados Unidos, se involucró con éxito en las carreras de esquí alpino desde muy joven, al igual que otros pilotos de carreras. En 1968 ganó el campeonato francés júnior de descenso y fue subcampeón júnior de eslalon.

Se incorporó al automovilismo a los veinte años, ganando el primer premio en el "Volante Elf" del Circuito Paul Ricard de Le Castellet en 1971. Posteriormente, participó en la Challenge Européen de Formule Renault, donde quedó segundo, por detrás de René Arnoux, en 1973. Avanzó al Campeonato Europeo de Fórmula 2, donde los pilotos franceses dominaban, compitiendo durante tres años y consiguiendo su primera victoria en Nogaro en 1975 con un March 752-BMW de fábrica. Ese año, terminó segundo en la clasificación, por detrás del Martini-BMW de Jacques Laffite, empatado a puntos con su compañero de equipo Michel Leclere. Considerado uno de los favoritos para la temporada siguiente, tras heredar el Martini oficial, ahora con un Renault de 6 cilindros, volvió a ganar en Nogaro y terminó tercero en el campeonato, por detrás del francés Jean-Pierre Jabouille, campeón con el Elf 2-Renault, y de su compañero de equipo en Martini-Renault, René Arnoux.

Como miembro del Équipe Renault Elf, participó en las 24 Horas de Le Mans de 1976, junto a Jabouille y José Dolhem, y en 1977, junto a Jean-Pierre Jaussaud, retirándose en ambas ocasiones. En 1976, el Alpine-Renault A442 Turbo llevaba una gran ventaja en la clasificación, cuando Jabouille lo colocó en la pole position con más de seis segundos de ventaja sobre el Porsche 936 de Jacky Ickx-Gijs van Lennep, segundo clasificado, quien finalmente ganó. Durante la carrera, el Alpine-Renault demostró ser el coche más rápido entre paradas en boxes, que por desgracia, fueron demasiadas. Sin embargo, corrieron cómodamente en tercera posición durante muchas horas, hasta que se vieron obligados a retirarse a la 01:15 del domingo debido a una avería en el pistón.

En 1977, Carl Haas, el importador estadounidense de Lola Cars, lo contrató para conducir su Lola T333CS-Chevrolet en el SCCA Citicorp Can-Am Challenge, sustituyendo al lesionado Brian Redman. Tambay ganó seis carreras y se alzó con el título. A mitad de temporada, no logró clasificarse para el Gran Premio de Fórmula 1 de su país, Dijon-Prenois, al volante de un Surtees TS19-Ford Cosworth, antes de pasar el resto de la temporada con el Ensign N177-Ford Cosworth del equipo Theodore, donde sumó sus primeros puntos en el Campeonato Mundial. Tuvo algunas actuaciones en 1977, rodando tercero durante algunas vueltas en el Gran Premio de los Países Bajos en Zandvoort, conduciendo por delante de los Ferrari de Lauda y Reutemann en Austria y sufriendo un grave accidente en los entrenamientos de Monza, del que salió con una calma asombrosa.

Cuando irrumpió en la Fórmula 1, en el Gran Premio de Gran Bretaña de 1977 en Silverstone, con el Ensign blanco de Teddy Yip, compartió el fin de semana de debut con un joven canadiense bastante desconocido, Gilles Villeneuve. Ambos causaron una gran impresión, se clasificó 16.º entre 26 participantes, Villeneuve noveno con un viejo McLaren M23-Ford Cosworth. Pronto se hicieron muy amigos, y al final de la temporada parecía seguro que iría a la Scuderia Ferrari y Gilles Villeneuve a McLaren. Pero la situación cambió: el jefe de McLaren, Teddy Mayer, se decantó por Tambay y Enzo Ferrari apostó por Villeneuve.

Las dos temporadas siguientes con McLaren, junto con James Hunt en 1978 y John Watson en 1979, coincidieron con el período de mayor competitividad del equipo y, a finales de 1979, fue sustituido por Alain Prost. Tras ello, regresó a Estados Unidos, donde ganó su segundo título de la Challenge Can-Am en 1980 con un Lola T530-Chevrolet de Haas. Regresó a la Fórmula 1 con el Theodore TY01-Ford Cosworth en 1981 y realizó una serie actuaciones con este coche poco competitivo, llegando incluso al sexto puesto en el Gran Premio de San Marino en Imola y sumando un punto para el campeonato en el Gran Premio del Oeste de EE. UU. en Long Beach.

Fue la elección lógica para el equipo francés Talbot-Ligier cuando Jean-Pierre Jabouille decidió retirarse antes del Gran Premio de Francia. Con el Talbot Ligier JS17-Matra, no sumó puntos y, al final de la temporada, fue reemplazado por Eddie Cheever. Con vistas a 1982, volvió a concentrarse en las carreras en Estados Unidos, pero en enero fue invitado por el equipo Arrows a competir en el Gran Premio de Sudáfrica, en lugar del lesionado Marc Surer. Sin embargo, debido a la huelga de los miembros de la Asociación de Pilotos de Gran Premio, en protesta por las nuevas condiciones de la superlicencia impuestas por la FISA, nunca llegó a pilotar el coche y abandonó la Fórmula 1.

En abril de 1982, se mudó de Francia a Hawái temporalmente, y posteriormente fue fichado por el equipo de carreras VDS de Rudy Van der Straten para participar en la serie Can-Am con su VDS 001-Chevrolet. Pero solo disputó la primera ronda en Road Atlanta, donde se retiró. La muerte de Gilles Villeneuve en Zolder el 8 de mayo revolucionó repentinamente la carrera de Patrick Tambay. Fue una trágica ironía que, tras el dolor por la pérdida de su querido amigo, recibiera una llamada de Maranello para que ocupara el lugar de Gilles Villeneuve en el coche número 27. Fue su amigo, el piloto oficial de Ferrari, Didier Pironi, quien lo aconsejó inicialmente. Marco Piccinini, director deportivo de la Scuderia Ferrari, le encargó a Pironi que localizara a Tambay, quien se encontraba en Estados Unidos preparándose para competir en una ronda de la serie Can-Am en Mid-Ohio. Su nombre fue seleccionado en un círculo reducido, junto con los de Jan Lammers, Michele Alboreto y Siegfried Stohr, y tras un profundo sufrimiento, Patrick Tambay aceptó y se mudó a Italia. Pero antes de fichar por Ferrari, pidió la opinión positiva de Joanna, la viuda de Gilles Vikkeneuve. Su alegría por convertirse en piloto oficial de Ferrari solo se vio eclipsada por las circunstancias que lo llevaron a ello. Gilles Villeneuve era el único amigo cercano que tenía en el mundo de las carreras y, tras su fallecimiento, acogió a la familia del piloto canadiense en su casa de Suiza durante un tiempo. Negoció la rescisión de su contrato con el equipo VDS, siendo reemplazado por Al Holbert, quien finalmente terminó segundo en la serie Can-Am de 1982 con el coche VDS. Debutó al volante del Ferrari 126C2 en el Gran Premio de los Países Bajos en Zandvoort, el 3 de julio. En sus ocho Grandes Premios hasta el final de la temporada, consiguió un segundo, un tercer y dos cuartos puestos, además de conseguir su primera victoria en Fórmula 1 en Alemania. En Hockenheim, hizo un trabajo impecable bajo una enorme resión, en su cuarta carrera con Ferrari, conduciendo el único coche rojo de la parrilla, después de que su compañero de equipo Ddier Pironi resultara gravemente herido el día anterior en su terrible accidente durante los entrenamientos. Hasta ese día, era considerado un piloto natural y elegante, un atributo que en los Grandes Premios suele considerarse un signo de debilidad. Se dice que algún comentarista de la vieja escuela dijo de él «Es un tipo demasiado bueno, pero no lo suficientemente despiadado». Y élrespondió con calma «Realmente no creo que sea necesario ser un cabrón toda la vida para triunfar. ¿Cómo puedo cambiar mi personalidad? La gente es como es».

La posición en los Grandes Premios estaba asegurada. Gracias a sus resultados, en algún momento de la temporada luchó por el Campeonato Mundial de 1982. Desafortunadamente, sus graves problemas de espalda, derivados de un antiguo accidente en su época de Fórmula Renault, lo obligaron a abandonar un par de Grandes Premios y el título fue conquistado por Keke Rosberg.

Su antiguo compañero de equipo de Fórmula 2, René Arnoux, se unió a él en la Scuderia Ferrari con una alineación íntegramente francesa en 1983. René terminó tercero y él cuarto en la clasificación, su mejor posición en la carrera, lo que contribuyó a la victoria del segundo Campeonato de Constructores consecutivo para Ferrari, tras el título de 1982. Logró una emotiva victoria en el Gran Premio de San Marino en Imola el 1 de mayo de 1983, al volante del icónico Ferrari n.º 27. A pesar de algún fallo ocasional en el motor, deleitó a la afición italiana, tomando la delantera tras el accidente de Riccardo Patrese en la curva de Acque Minerali, cerca del final de la carrera. En el paddock, con lágrimas en los ojos, dijo: «No estaba solo en el coche».

Tras abandonar Ferrari, fichó por Renault en 1984, donde solo logró tres podios en dos años. Su última temporada en Fórmula 1 fue en 1986, a los 37 años, reencontrándose con su antiguo jefe estadounidense, Haas, en el equipo Haas Beatrice Lola, logrando su mejor resultado de la temporada, un quinto puesto en el Gran Premio de Austria en el Österreichring con el Lola THL2-Ford Cosworth.

En 1989, Tambay fue contratado por Tom Walkinshaw Racing para pilotar uno de sus Jaguar Silk Cut en el Campeonato Mundial de Autos Deportivos. Junto a Lammers, terminó segundo en el Jarama y cuarto en las 24 Horas de Le Mans con el Jaguar XJR-9LM, con Andrew Gilbert-Scott como tercer piloto. Más tarde, se dedicó a las carreras de raids en el esierto, terminando dos veces tercero en la general del Rally Dakar, copilotado por Dominique Lemoyne: en 1988 con un Range Rover y en 1989 con un Mitsubishi Pajero.

Además de los raids africanos, compitió en carreras sobre hielo y en motos acuáticas, y se convirtió en comentarista de automovilismo televisivo para La Cinq, entre 1991 y 1996, para Canal+ hasta 2001 y posteriormente para Radio Montecarlo. Siguió vinculado a la Fórmula 1 al adquirir una participación en el equipo Larrousse de Fórmula 1 en 1994 y participar activamente en el sector deportivo. Entre 2005 y 2006, disputó un par de carreras del Grand Prix Masters, junto a expilotos de Fórmula 1 como Nigel Mansell, Riccardo Patrese, Andrea De Cesaris y Emerson Fittipaldi.

Luego se dedicó a apoyar la carrera de su hijo Adrien, nacido en 1991, quien comenzó de niño en carreras de karts y se convirtió en piloto oficial de Audi, compitiendo en el campeonato DTM entre 2012 y 2016. Adrien Tambay ganó la Copa del Mundo de eTouring Car (ETCR) de la FIA en 2022.

Patrick Tambay falleció en el Hospital Pasteur de Niza, departamento de Alpes Marítimos, Francia, donde permaneció hospitalizado durante unos cuatro meses tras varios años de lucha contra la enfermedad de Parkinson.