На протяжении последних лет жизни Нил страдала от рака легких.

Патрисия Нил начала карьеру на Бродвее и в 1946 году получила премию Тони за театральную роль. Ее кинокарьера началась в 1949 году с фильма Источник. В ранней фильмографии актрисы можно отметить известный фантастический фильм День, когда остановилась Земля и драму корифея американского кинематографа Элии Казана Лицо в толпе.

Самой успешной кинокартиной актрисы стала вышедшая в 1963 году вестерн-драма Хад. За созданный в этой ленте образ домохозяйки, пытающейся совладать с легкомысленным и жестоким сыном (эту роль сыграл Пол Ньюман), Нил была удостоена награды Национального совета кинокритиков США и премии Оскар.

Через год после получения премии Американской киноакадемии 39-летняя актриса перенесла несколько тяжелых инсультов, лишивших ее возможности нормально ходить и говорить. Несмотря на это она смогла вернуться к работе в кино и в 1968 году была вновь номинирована на Оскар.

Предпринятые для этого усилия сделали из Нил живую легенду. В 1991 году о ее борьбе с последствиями инсультов даже была снята кинокартина.

В дальнейшем актриса совмещала работу в кино и на телевидении с благотворительностью, открыв специальный центр помощи людям, перенесшим инсульты и тяжелые травмы позвоночника. Говоря о своем чудесном возвращении в кино, Нил объясняла, что она просто не могла позволить себе сдаться, хотя, по ее словам, ей временами очень хотелось это сделать.

В 1953 году Патрисия Нил вышла замуж за британского писателя Роальда Даля. Они прожили в браке около 30 лет, у пары родилось пятеро детей.

История жизни Патрисии Нил была экранизирована в 1981 году на американском телевидении. Роль актрисы сыграла британка Гленда Джексон.