Née à Torre Annunziata, Pellegrino est diplômée en danse au San Carlo de Naples[1]. Elle fait ses débuts avec un petit rôle dans le film Onore e guapparia en 1977[2]. Le sommet de sa carrière est atteint dans la première moitié des années 1980, lorsqu'elle est active en tant qu'actrice principale dans un certain nombre de films comiques ainsi qu'en tant que showgirl et présentatrice de plusieurs émissions de variétés à la télévision[2] comme les spectacles Chewing-gum avec Maurizio Micheli, Night and Day, Chi tiriamo in ballo, Il piacere dell'estate et Sereno Variabile. À partir de la fin des années 1980, elle concentre sa carrière sur la scène, dans des œuvres dramatiques, travaillant entre autres avec Vittorio Gassman et Pietro Garinei[2]. Pellegrino a également une carrière de chanteuse, lancée par le single d'Italo discoBeng !!![2]. Elle a participé à la deuxième édition de l'émission de téléréalité Raidue L'isola dei famosi[1].
Depuis le , elle présente Botteghe e mestieri sur la chaîne satellite Leonardo (Sky)[3]. Elle a posé nue pour plusieurs magazines érotiques, dont Playboy et Playmen.
Patrizia Pellegrino a eu quatre enfants avec son ex-mari Pietro Antisari Vittori : Tommaso, Arianna, Riccardo (décédé à l'âge de 10 jours) et Gregory, adopté en Russie, dont l'histoire est documentée dans le livre autobiographiquePer avere Gregory. Le , elle épouse l'entrepreneur Stefano Todini, duquel elle se sépare en 2013[4].