Patrick Bouchitey débute au cinéma en 1972 avant de jouer au théâtre dans une adaptation de Vol au-dessus d’un nid de coucou mise en scène par Pierre Mondy au Théâtre Antoine (1973). Il se fait vraiment connaître en 1976. Cette année-là, il interprète le moniteur de colonie de vacances harcelé par Patrick Dewaere dans La meilleure façon de marcher, et l’un des potes du Plein de super, road movie réussi (mais toujours méconnu) d’Alain Cavalier.
Il se fait pourtant rare par la suite, et réapparaît dans de petits rôles dans les années 80 : il est l’un des amants victimes de la meutrière Adjani dans Mortelle randonnée (1983) de Miller, ou joue un instituteur dans Douce France (1986) de François Chardeaux. Sa savoureuse interprétation de prêtre chanteur (“Jésus reviens !”) dans la triomphale comédie La vie est un long fleuve tranquille (1988) d’Étienne Chatiliez lui vaut une nomination au César du meilleur acteur dans un second rôle.
Patrick Bouchitey réalise ensuite Lune froide, un court métrage récompensé aux César en 1990, et dont il tournera une version longue éponyme en 1991 : le long métrage est un modèle d’humour noir et ravageur, et Bouchitey y tient également le premier rôle, aux côtés de Jean-François Stévenin. Son second film en tant que réalisateur, le thriller Imposture (2005), sera moins bien accueilli.
Le public le retrouve en tant qu’acteur dans plusieurs longs métrages où il tient en général des seconds rôles. Patrick Bouchitey est ami d’enfance dans L’affût (1992) de Yannick Bellon, barman dans Un, deux, trois, soleil (1993) de Bernard Blier, ou beau-frère dans Neuf mois (1994) de Patrick Braoudé. On le voit aussi en éditeur dans Beaumarchais l’insolent (1996) d’Edouard Molinaro, ou Gitan dans Les démons de Jésus (1997) de Bernie Bonvoisin.
En 2002, il campe le personnage principal dans la comédie confidentielle Les naufragés de la D17 (2002) de Luc Moullet, avant d’apparaître en garagiste dans La tête en friche (2010) de Jean Becker, voisin dans L’oncle Charles (2012) de Chatiliez, ou père de Franck Dubosc dans Les têtes de l’emploi (2016) d’Alexandre Charlot et Franck Magnier. Patrick Bouchitey est également actif à la télévision.
