En abril de 2008 se convirtió en la primera mujer en ganar una carrera en la IndyCar, cuando obtuvo la victoria en el óvalo Twin Ring Motegi.

En 2010 inició su transición a los stock cars, al debutar en la NASCAR Nationwide Series,[6]​ manejando el automóvil número 7 del equipo JR Motorsports.

En 2011, dentro de la NASCAR Nationwide Series, Patrick ha sido la primera mujer en liderar una vuelta en el Daytona International Speedway.

Tuvo su mejor resultado, cuarto, en la NASCAR Nationwide Series el 5 de marzo del 2011 en Las Vegas Motor Speedway.

Con esto, Danica impuso un récord al tener el mejor resultado para una mujer en una carrera nacional de la NASCAR.

[8]​ En 2002 Patrick empezó a competir para Bobby Rahal en los Estados Unidos, después de varias carreras en la Barber Pro Series, participó en la Fórmula Atlantic en el equipo Rahal Letterman Racing, donde ganó una pole y obtuvo varios podios sin embargo no logró ganar una carrera quedando tercera en el campeonato.

Sin embargo, tras cometer errores cruciales, terminó la carrera en cuarto lugar, la misma posición en que inició.

En Míchigan, su coche se quedó sin combustible a tres vueltas del final llegando decimoséptima.

En su última carrera con Rahal Letterman Racing en Chicagoland, Patrick finalizó decimosegunda quedando novena en la clasificación final.

En noviembre, March of Dimes le otorgó el premio a la deportista del año por su dedicación y éxito.

[12]​[13]​[14]​ El 24 de marzo en su primera carrera con el equipo Andretti Green Racing en Homestead finalizó decimocuarta tras chocar contra la pared en la vuelta 154.

En las 500 millas de Indianápolis, Patrick finalizó octava, durante la carrera llegó a ocupar el segundo lugar.

Posteriormente en Milwaukee, tuvo una mala clasificación sin embargo logró llegar hasta el quinto lugar antes de chocar con Dan Wheldon.

Patrick logró seguir en carrera pero debido al choque su automóvil sufrió daño aerodinámico finalizando en el octavo lugar.

Después tuvo malos resultados retirándose en Míchigan y en Kentucky, su suerte mejoraría en Infineon donde finalizó sexta.

En Detroit, Patrick inició la carrera en undécima posición involucrada en dos accidentes de los que pudo salir sin sufrir daño.

En la vuelta final cuando se encontraba en quinta posición, Buddy Rice, Scott Dixon y Dario Franchitti estuvieron involucrados en un accidente.

En la temporada 2007 Patrick logró tres podios y finalizó séptima en el campeonato de pilotos.

Patrick terminó en el 5.º lugar del campeonato de pilotos con cinco top 5, siendo el mejor resultado que ha obtenido en la categoría.

En 2010, Danica continuó con el equipo, ahora llamado Andretti Autosport, pilotando el coche número 7 patrocinado por GoDaddy.com.

El 5 de marzo, en Las Vegas Motor Speedway, finalizó en cuarto lugar, siendo la primera mujer en terminar una carrera en el Top 10.

En la Daytona 500, inició 27º, y tras unas 6 horas de intensa lluvia, en el reinicio se colocó en la primera posición liderando 2 vueltas.

Luego en la vuelta 145, se vio involucrada en otro gran incidente, junto a Kevin Harvick, Brian Scott y Aric Almirola, tras lo cual finalizó 40.º en la carrera.

Finalizó cuarta en el Clash de Daytona, una carrera especial no puntuable, siendo su mejor resultado en la Cup Series.

Patrick obtuvo un décimo puesto en Dover 1, un undécimo en la Brickyard 400 y un decimotercero en New Hampshire 1, quedando lejos de clasificar a la postemporada.

En 2010, apareció como ella misma en el episodio «How Munched is That Birdie in the Window?», perteneciente a la temporada 22 de la serie Los Simpson,[69]​ y en el episodio «Pobre y estúpido», perteneciente a la temporada 14 de la serie South Park.

Patrick se casó con Paul Edward Hospenthal, que anteriormente había sido su terapeuta.

[75]​ En enero de 2013, Patrick anunció que mantenía una relación con Ricky Stenhouse Jr.

[77]​ Mantuvo una relación con el quarterback de los Green Bay Packers Aaron Rodgers desde 2018 hasta 2020.