Patricia Mazuy realiza un primer cortometraje con Laure Duthilleul en Los Angeles. Allí, conoce a Agnès Varda que, de noche, le presta la sala de montaje donde ella montaba Mur murs (1982) de día, con Sabine Mamou. Patricia Mazuy “entra” en el cine gracias a esta última que le propone, dos años más tarde, hacer una pasantía como montajista en Une chambre en ville (Jacques Demy, 1982).
Luego trabaja como montajista sobre Wundkanal exécution à 4 voix (Thomas Harlan, 1984) y Sans toit ni loi (Agnès Varda, 1985).
En 1988 realiza su primer largometraje Peaux de vache con Sandrine Bonnaire (premio Georges Sadoul 1989), seguido del documental Des taureaux et des vaches (1992). Gana el premio Jean Vigo por Saint-Cyr (2000) con Isabelle Huppert y Jean-Pierre Kalfon. Luego dirige la comedia Sport de filles (2011) con Marina Hands, Bruno Ganz y Josiane Balasko. En 2018, firma el thriller Paul Sanchez est revenu con Laurent Laffite y Zita Hanrot.