Setelah orangtuanya bercerai ketika dia berusia 7 tahun, Carney tinggal bersama ibunya, Mary Stormer, dan ayah tiri, Barry Stormer, pemilik perusahaan konstruksi desain-bangun, serta tinggal bersama ayahnya, Jim Carney. Jim pindah ke lingkungan West Akron, Ohio yang berdekatan, bersama istri Patrick saat ini, Katie Carney, seorang mantan reporter Akron Beacon Journal yang telah pensiun. Dan Auerbach tinggal di sekitar blok di lingkungan baru ini, dan Patrick dan Dan bertemu dan bermain sepak bola tag dengan teman-teman Auerbach, meskipun Patrick dan Auerbach tidak menjadi teman sampai SMA. Carney menyatakan dalam wawancara dengan Modern Drummer bahwa dia tidak pernah mengambil pelajaran drum ketika kecil, tetapi belajar dengan meniru teman-teman yang juga pemain drum, dengan menggunakan drumset senilai $150 yang dia beli dengan uang yang dia dapat dari pekerjaan sebagai remaja.
Dalam karirnya, pada tahun 2001, Carney dan Auerbach, vokalis dan gitaris utama, membentuk Black Keys dan merilis album debut mereka, The Big Come Up, kurang dari setahun kemudian. Ini diikuti oleh Thickfreakness pada tahun 2003 dan Rubber Factory pada tahun 2004. Album keempat band, Magic Potion, dirilis pada tahun 2006. Attack & Release, album kelima mereka yang mendapat pujian kritis, dirilis pada tahun 2008, dengan album lanjutan berjudul Brothers pada tahun 2010. Band ini merilis album El Camino pada tahun 2011, Turn Blue pada tahun 2014, dan Delta Kream pada tahun 2021. Album terbaru band ini adalah Dropout Boogie, yang dirilis pada tahun 2022.
Selain menjadi drummer Black Keys, Carney juga menjadi produser dan penulis musik di studio rekaman Audio Eagle yang berbasis di Nashville, Tennessee. Dia telah memproduksi berbagai artis dari latar belakang musik yang berbeda, termasuk Black Keys, Michelle Branch, Calvin Johnson, Tennis, the Sheepdogs, Beaten Awake, Houseguest, Churchbuilder, Jessy Wilson, Kramies, dan *repeat repeat. Carney juga memiliki studio rekaman bernama Audio Eagle Studio yang didirikan pada tahun 2001 di Akron, Ohio. Studio ini awalnya terdiri dari perekam digital 12 trek dan digunakan untuk merekam empat album pertama Black Keys. Pada tahun 2010, studio ini dipindahkan ke Nashville, Tennessee.
Selain itu, Carney juga memiliki beberapa proyek musik lainnya. Pada tahun 2009, saat anggota Black Keys lainnya, Dan Auerbach, sedang dalam tur solo, Carney membentuk band baru bernama Drummer di mana dia bermain bass. Setiap anggota band ini sebelumnya bermain drum di band lain. Mereka merilis album debut mereka berjudul Feel Good Together pada tahun yang sama. Carney juga menjadi drummer dalam album Lost in Alphaville milik Rentals pada tahun 2014. Selain itu, Carney juga berkontribusi dalam tema lagu utama untuk acara Netflix BoJack Horseman pada tahun 2014, dan pada tahun 2017, ia menyumbangkan musik untuk soundtrack acara tersebut.
Carney juga terlibat dalam beberapa proyek di luar dunia musik. Dia menjadi pembawa acara bulanan di Sirius XMU yang disebut "Serious Boredom with Patrick Carney". Dia juga memiliki segmen di acara berita HBO, "Vice News Tonight", yang berjudul "Patrick Carney's High Standards Music Corner" di mana ia mendengarkan dan menilai lagu-lagu baru. Patrick juga telah mengungkapkan ketidakpuasannya terhadap tren di industri musik saat ini dalam sebuah wawancara dengan Joe Rogan pada tahun 2019.