Patrick Catalifo débute sa carrière sur grand écran en 1987 sous la direction de Jeanne Labrune, dans De sable et de sang, où il incarne un torero. Un an plus tard, il donne la réplique à Alain Delon dans Ne réveillez pas un flic qui dort puis enchaîne avec Les Enfants du desordre.
En 1992, Patrick Catalifo tient l'un des rôles principaux du film historique Dien Bien Phu. Particulièrement actif sur le petit écran, le comédien parvient néanmoins à se libérer pour le septième art : il joue pour Laurence Ferreira Barbosa dans J'ai horreur de l'amour (1997), Didier Le Pêcheur dans J'aimerais pas crever un dimanche (1998) ou encore Valérie Lemercier dans Le Derriere (1999).
Après s'être illustré dans Le Coeur à l'ouvrage au côté de Mathilde Seigner puis dans le Stand-by de Roch Stephanik, Patrick Catalifo est à l'affiche de Mister V, réalisé par Emilie Deleuze en 2003.