Patrick Préjean naît en banlieue parisienne pendant la Seconde Guerre Mondiale. Fils des acteurs Albert Préjean et Lysiane Rey, le jeune garçon décide de suivre les traces de ses parents.

À tout juste treize ans, il fait ses débuts au cirque Gruss. Mais c’est du côté du théâtre qu’il trouve sa véritable vocation. Il suit des études théâtrales à la Rue Blanche avant de poursuivre au Conservatoire National supérieur d’art dramatique de Paris d’où il ressort diplômé en 1966.

À cette époque, le comédien commence également une carrière au cinéma. Il s’illustre dans Requiem pour un caïd de Maurice Cloche (1964) face à Pierre Mondy et Les Mordus de Paris de Pierre Armand (1965).

Par la suite, Patrick Préjean va tourner de nombreux seconds rôles sous la direction de prestigieux cinéastes comme Costa-Gavras (Un homme de trop – 1967), Robert Enrico (Ho! – 1968), Yves Robert (Clérambard – 1969), Jacques Demy (Peau d’âne – 1970), Jean-Paul Rappeneau (Les Mariés de l’an deux – 1971) ou encore Claude Chabrol (Docteur Popaul – 1972).

En 1982, le comédien marque les esprits grâce au rôle du maréchal des Logis Perlin dans Le gendarme et les gendarmettes de Jean Girault et Tony Aboyantz dans lequel il retrouve Louis de Funès qu’il avait croisé quatorze ans plus tôt sur le tournage du film Le Tatoué de Denys de La Patellière (1968).

En parallèle de son activité au cinéma, Patrick Préjean se fait également un nom dans le milieu du doublage, en particulier pour les films d’animation. Il est ainsi la voix de Tigrou dans Les Aventures de Winnie l’ourson de John Lounsbery et Wolfgang Reitherman (1977), Optione dans Astérix et le Coup du menhir de Philippe Grimond (1989) et le cochon Bayonne dans les quatre films de la saga Toy Story. En outre, il devient également la voix française de plusieurs comédiens américains comme John Lithgow, Steve Martin ou Dan Aykroyd.

Si les années 1990 et 2000 sont surtout tournées du côté du doublage et d’apparitions dans plusieurs séries (Combats de femme, Femmes de Loi, SOS 18, Joséphine, ange gardien…), les années 2010 marquent progressivement le retour de Patrick Préjean au cinéma, surtout dans des comédies à l’image de L’Invitation de Michaël Cohen (2016), Marie-Francine de Valérie Lemercier (2017) ou J’ai perdu Albert de Didier van Cauwelaert (2018).

Par ailleurs, il prête ses traits à Henri IV dans la grande fresque historique Un Peuple et son roi de Pierre Schoeller (2018), au milieu d’un casting de stars (Gaspard Ulliel, Adèle Haenel, Laurent Lafitte, Louis Garrel…).

En 2023, le comédien rejoint le casting de la série Scènes de ménages dans le rôle de Jacky. Au cinéma, il tourne sous la direction de Julien Hervé dans la comédie Cocorico (2024), donnant ainsi la réplique à Christian Clavier, Didier Bourdon, Sylvie Testud et Marianne Denicourt.