
Учился в средней школе № 211 Ленинграда в одном классе с председателем Высшего совета партии «Единая Россия» Борисом Грызловым. В 1974 году окончил приборостроительный факультет Ленинградского кораблестроительного института, после чего работал инженером в институтском конструкторском бюро. В 1974-1975 годах — слушатель высших курсов КГБ при совете министров СССР в Минске.
С июня 1992 года до 1994 года — министр безопасности Республики Карелия, начальник управления Федеральной службы контрразведки Российской Федерации по Карелии. В 1994-1998 годах — начальник управления собственной безопасности ФСБ России, заместитель руководителя департамента — начальника организационно-инспекторского управления департамента по организационно-кадровой работе ФСБ России.
С 31 мая 1998 года — начальник Главного контрольного управления (ГКУ) Администрации президента Российской Федерации. С 11 августа 1998 года до 6 октября 1998 года — заместитель руководителя Администрации президента — начальник ГКУ. С 16 апреля 1999 года — первый заместитель директора ФСБ России. С 9 августа 1999 года — исполняющий обязанности директора ФСБ России. С 16 августа 1999 года по 12 мая 2008 года — директор ФСБ России.
12 мая 2008 года назначен на должность секретаря Совета безопасности Российской Федерации.
Доктор юридических наук.
Младший сын, Андрей Патрушев, член правления, заместитель генерального директора по развитию шельфовых проектов ПАО «Газпром Нефть» (с 2015 года). В июле 2003 года окончил Академию ФСБ России, работал в ФСБ России в так называемом «промышленном» отделе, а в сентябре 2006 года был назначен советником директора «Роснефти» Игоря Сечина. Старший сын, Дмитрий Патрушев, работал вице-президентом Банка ВТБ. В мае 2012 года был назначен на пост председателя правления Россельхозбанка (четвертого по величине банка России). С 18 мая 2018 года — министр сельского хозяйства России.