Родился 27 января 1969 года в Портсмуте, штат Вирджиния, в семье профессионального морского пехотинца Ларри Джей Освальта (Larry J. Oswalt) и его супруги Карлы (Carla). Из-за профессии отца семья Освальтов часто переезжала. Пэттон с родителями успел пожить в Огайо и Тастин Мэдоуз, но затем они обосновались в Стерлинге, штат Вирджиния. В 1987 году Пэттон окончил среднюю школу и поступил в Колледж Уильяма и Мэри, где его специализацией стал английский язык.
Пэттон Освальт начал карьеру в качестве стенд-ап комика в конце 80х – начале 90-х годов. Затем был сценаристом и актером телешоу «MADtv». Дебютировал в полнометражном кино в 1996 году, сыграв в ленте Дэвида С. Уорда «Down Periscope» («Убрать Перископ»). В 1999 году Освальт сыграл эпизодическую роль в биографической драме Милоша Формана «Man on the Moon» («Человек на Луне») с Джимом Кери в главной роли.
Позднее фильмография актера пополнилась ролями в таких картинах, как «Magnolia» («Магнолия»), «Zoolander» («Образцовый самец»), «Run Ronnie Run» («Беги, Рони, Беги»), «Calendar Girls» («Девочки из календаря»), «Taxi» («Нью-Йоркское Такси»), «Starsky & Hutch» («Старски и Хатч»), «Blade: Trinity» («Блейд: Троица»), «Wrong Turn 2» («Поворот не туда 2»), «I Now Pronounce You Chuck and Larry» («Чак и Ларри: пожарная свадьба»), «Balls of Fury» («Шары ярости»), «Super High Me» («Я очень высоко»), «Sex and Death 101» («Секс и 101 смерть»), «Observe and Report» («Типа крутой охранник»), «The Informant!» («Информатор») и многих других.
Пэттон Освальт озвучил персонажей множества мультсериалов, среди которых – «The Batman» («Бэтмен»), «Kim Possible» («Ким “Пять-с-плюсом”»), «American Dad!» («Американский папаша»), «SpongeBob SquarePants» («Губка Боб: квадратные штаны»), «The Venture Bros» («Братья Вентура») и многие другие.
В 2007 году Пэттон Освальт озвучил Рэми в полнометражном мультипликационном фильме Брэда Берда «Ratatouille» («Рататуй»). Лента собрала в мировом прокате $621 426 008 при бюджете в $150 000 000 и получила премию «Оскар» в номинации «Лучший анимационный фильм».
