Patrick Vincent est ingénieur de l’ENSTA (École Nationale Supérieure de Techniques Avancées, 1982), et docteur en mécanique des milieux géophysiques et environnement de l’Université de Grenoble (1987).
En 1987, il entre au CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) en tant qu’ingénieur chercheur en océanographie spatiale à la division « Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale ». A partir de 1993, il occupe plusieurs fonctions de responsabilité dans le développement et l’exploitation de systèmes-sol scientifiques dans le domaine de l’altimétrie spatiale de l’océan, dans le cadre des missions développées en coopération franco-américaine et européenne.
Il s’engage dès 1995 dans le développement de l’océanographie opérationnelle en participant à la mise en place de Mercator Océan. A partir de 2003, il participe à la préparation des missions d’observation spatiale futures en océanographie, hydrologie continentale et cryosphère.
En 2005, il entre à l’Ifremer comme responsable du thème « Circulation et écosystèmes marins : mécanismes, évolution et prévision ». Il en devient le Directeur des Programmes et de la Coordination des Projets en 2008. En 2011, il est nommé Directeur-général délégué, poste qu’il occupe jusqu’en 2023, en charge de l’ensemble de la stratégie et du fonctionnement de l’institut.
Il a participé à de nombreux groupes de travail nationaux, européens et internationaux dans les domaines de l’observation spatiale et in situ de l’océan, et a notamment contribué, en tant que conseiller scientifique de l’Ambassadeur chargé des Pôles et des Enjeux Maritimes, à la préparation de la conférence des Nations Unies sur l’océan (UNOC 3) qui s’est déroulée à Nice (France) en juin 2025.