Es más conocido por haber interpretado al jefe Friedemann Sonntag en la serie SOKO Stuttgart y al comisario Egon Tiedemann en la exitosa serie de Netflix, Dark.
Tras estudiar alemán y lenguas romances en Tubinga y la Universidad Libre de Berlín, comenzó a formarse como actor en Berlín.
También tocó el violín y la viola en la orquesta de danza SFB y en el Theater des Westens.
Después del éxito inicial en Berlín, Pätzold apareció en muchos escenarios de Alemania y Austria.
También ha aparecido en varios episodios de Tatort y Ein Fall für Zwei, así como en producciones cinematográficas.