Después de cursar Publicidad y Relaciones Públicas en la Universidad del País Vasco, Patricia López Arnaiz estudió interpretación en Escuela de Teatro Vitoria-Gasteiz "Ortzai". Comenzó su carrera profesional con papeles pequeños en teatro y cine en filmes como En 80 días (2010) y Un otoño sin Berlín (2015). En 2017, alcanzó una mayor popularidad con la película El guardián invisible, dirigida por Fernando González Molina, interpretando el papel de Rosaura Salazar. Sus protagónicos como Teresa en la serie La otra mirada (2018-2019) y Teresa Pinelo en La peste (2018-2019) le permitieron consolidar su popularidad. Recientemente protagonizó la ópera prima de David Sañudo, Ane (2020), filme centrado en la búsqueda familiar y la reconciliación. Su interpretación como Lide, una madre que emprende una búsqueda con su ex esposo para encontrar a su hija luego de su desaparición, la hizo merecedora de una nominación a la Mejor Actriz Protagonista en los premios Goya del 2021.