Successivamente si trasferì a Parigi dove trovò lavoro come assistente all’interno del laboratorio bianco-nero della Publicis. Per qualche anno lavorò duramente per mantenersi, fino alla svolta significativa, quando verso la metà degli anni Sessanta divenne l’assistente di Hans Feurer, esperto fotografo di moda e art director. Il primo duro impatto con la realtà professionale avvenne qualche anno più tardi, quando Demarchelier presentò le sue foto all’Art Director di Elle che bocciò senza appello il suo lavoro. Fu il momento più negativo della carriera del giovane fotografo che però continuò per la sua strada, e tre anni dopo proprio la rivista Elle gli commissionò una foto per la copertina che, per dimenticanza, fu pubblicata senza il suo nome.
All’inizio degli anni Settanta un gruppo di giovani fotografi tra cui Gilles Bensimon, Arthur Elgort e Pierre Houles, cominciarono a sviluppare nuove idee sulla fotografia di moda, aggiungendo più provocazione e sottigliezza. Consideravano la fotografia come un’opera di scultura e non solo come un modo per proporre degli abiti. Patrick, parte attiva di quel gruppo, riuscì a costruirsi uno stile personale e particolare che lo portò ad essere uno dei fotografi più importanti a livello professionale.
Aprì il suo primo studio nel 1975 a New York e dal 1992 a Maggio 2004 è stato il fotografo principale di Harper’s Bazaar. Attualmente collabora con Condé Nast Publications. Celebrato nelle pagine delle più importanti riviste internazionali, Demarchelier è indubbiamente uno dei master fashion photographers della nostra epoca. Il suo lavoro è stato pubblicato su Vogue America, Vogue Britain, Francia, Italia, su Madomoiselle e Glamour e altre riviste nel mondo tra cui Premier, Life e Rolling Stone. Ha realizzato importanti campagne pubblicitarie internazionali per marchi come Chanel, Calvin Klein, Revlon e Lancome, The Gap, Gianni Versace, Giorgio Armani, Elisabeth Arden e molti altri realizzando anche campagne televisive. Il suo talento è riconoscibile anche sulle copertine dei dischi di alcuni cantanti fra cui Janet Jackson, Billy Joel, Madonna e Quincy Jones.
Nel 1989 fu chiamato dalla Principessa Diana e divenne il suo fotografo ufficiale nonché il primo non-british a fotografare la famiglia reale.
Demarchelier ha pubblicato il suo primo libro “Fashion Photography” nel 1989. Il secondo libro, “Patrick Demarchelier Photography”, pubblicato alla fine del 1995, ebbe un successo così grande che seguì una seconda edizione nel Febbraio del 1996. Alla fine del 1995, la Tony Shafrazi Gallery a New York presenta la prima mostra del fotografo; nel 1997 il Museo di Arte Contemporanea di Monterey, Messico (MARCO) gli dedica la mostra: “Patrick Demarchelier, rivelando l’eleganza”. La mostra “Forms” al Museo Italiano di Arte Contemporanea (PAC) di Milano nel 2000 è la sua terza esposizione.
