Patrick Mille tient son premier rôle marquant dans
Mon Père, Ce Héros de Gérard Lauzier en 1991, puis tourne dans
La Bostella (1999) d’Edouard Baer, une comédie où il est aux côtés d’Isabelle Nanty. En 2004, il est à l’affiche de
L'Incruste - Fallait Pas Le Laisser Entrer ! avec Frédéric Diefenthal et Titoff, et également de
People - Jet Set 2, comédie déjantée sur l'univers Jet Set, avec notamment Rupert Everett, Lambert Wilson, José Garcia et Ornella Muti.
En 2006, il enchaîne les tournages avec
La Doublure aux côtés de Daniel Auteuil, Gad Elmaleh et Kristin Scott Thomas,
Célibataires, une comédie de Jean-michel Verner, puis il joue dans
1802, L'épopée Guadeloupéenne où il incarne Napoléon Bonaparte. Il interprète l’un des deux rôles principaux pour
La Jungle réalisé par Mathieu Delaporte avec Guillaume Gallienne, histoire de deux trentenaires en crise.
En 2007, il joue dans l'adaptation du bouquin de Beigbeder
99 F signée Jan Kounen. L'année suivante,
Patrick Mille joue dans le film
Les Dents De La Nuit au côté de Frédérique Bel. Il participe également à la première réalisation d'Amanda Sthers
Je Vais Te Manquer. Il tourne sous la direction de Benoît Jacquot dans l'adaptation du roman d'André Gide
Les Faux Monnayeurs.