Patricia Alessandrini étudie la composition avec Ivan Fedele, Tristan Murail et Thea Musgrave ; elle suit ensuite les cours de Georges Aperghis, Franco Donatoni, Brian Ferneyhough, Jonathan Harvey, Michael Jarrell, Betsy Jolas, Helmut Lachenmann, Philippe Manoury et Marco Stroppa. Elle est diplômée en composition du conservatoire de Strasbourg et participe au cours expérimental de composition et d’électronique en temps réel du conservatoire de Bologne avec Adriano Guarnieri et Alvise Vidolin. Elle suit les deux années du Cursus de composition et d’informatique musicale de l’Ircam en 2006 et 2010. En 2008, elle soutient sa thèse de doctorat en composition à l’université de Princeton et, la même année, reçoit une bourse pour poursuivre ses recherches sur la synthèse par modèles physiques en temps réel au Sonic Arts Research Centre (SARC) de Belfast, où elle obtient son second doctorat.

Sa musique est donnée dans divers festivals dont Agora (Paris), Archipel (Genève), Darmstadt (Allemagne), Tempo real (Bogotá), Musica (Strasbourg), Musiques Inventives d’Annecy et Sonorities (Belfast) par des ensembles comme Accroche Note, le quatuor Arditti, l’ensemble Alternance, l’Ensemble Intercontemporain, L’Itinéraire et le New Millennium. Patricia Alessandrini a par ailleurs collaboré avec le Ballet de l’Opéra national du Rhin et prend part à plusieurs projets multimédias, en collaboration notamment avec le performer/chorégraphe Yann Marussich, la plasticienne Rukiye Sahin, la cinéaste Shirin Abu Shaqra et la vidéaste Chiara Vecchiarelli. Ses œuvres sont réalisées en collaboration avec l’Ircam, le Groupe de Recherches Musicales (GRM), La Muse en Circuit (Paris), les Musiques Inventives d’Annecy (MIA), le CENTQUATRE-PARIS et d’autres centres de recherche et de création. Elle reçoit de nombreux prix pour ses œuvres acoustiques et mixtes, notamment le premier prix du concours Sond’Ar-te (Portugal) en 2009 et le Förderpreis en composition des Cours d'été de Darmstadt en 2012.

La plupart des œuvres récentes de Patricia Alessandrini intègre le medium électronique. Cette démarche va de pair avec un intérêt de plus en plus marqué pour les possibilités offertes par le multimédia, par le travail en collaboration avec des artistes issus d’autres univers et par les questions politiques et sociales. Ses compositions s’appuient souvent sur des stratégies de relecture des œuvres du passé et abordent des questions liées à la représentation, à l’interprétation, à la réception et la mémoire de la musique.

Elle est compositrice invitée au festival Soundscape (Italie) en juillet 2011 et avec l’International Contemporary Ensemble (ICE) en 2011-2012. En 2015-2016, elle mène le projet « Sound Kitchen » avec l’Ensemble Intercontemporain, une série de quatre concerts à la Gaîté lyrique se focalisant sur la découverte de la musique contemporaine à l’attention des nouveaux publics à travers la technologie, et présentant plusieurs de ses œuvres, ainsi qu’une création théâtrale multimédia.

Patricia Alessandrini a enseigné l’« alto perfezionamento » en composition assistée par ordinateur à l’Académie musicale de Pescara (Italie). Elle donne actuellement des cours au Sonic Arts du Goldsmiths College de Londres, où elle est à la tête de l’Unit for Sound Practice Research. Elle y travaille spécifiquement sur le piano, qu’elle confronte à l’électronique live et à des robots, recherche incarnée par le Piano Machine, intégré à certaines de ces pièces comme Tracer la lune d’un doigt (2017) et Ada’s Song (2019). Depuis 2018, elle enseigne la composition à l’Université de Stanford. Elle y effectue également ses recherches au Centre de recherche informatique en musique et en acoustique (CCRMA).

Patricia Alessandrini siège au conseil international de Share Music & Performing Arts.