Tambay pályafutása során összesen 114 futamon indult és két győzelmet szerzett. Forma-1-es pályafutását 1977-ben a Surtees csapatánál kezdte, majd a Theodore istálló színeiben ment néhány versenyen.
1978-ban szerződtette a McLaren, a nagy ugrást azonban 1982-ben következett be, amikor barátja, Gilles Villeneuve halála után a Ferrari ajánlott neki munkát. (A barátságukra jellemző, hogy ő lett Gilles fiának, a későbbi világbajnok Jacques Villeneuve-nek a keresztapja.)
We are all truly saddened by the news of the passing of Patrick Tambay. He was one of the true stars of the 80s winning two races with the Scuderia and contributing to winning the Manufacturers’ titles in 1982 and 1983. #RIPPatrick pic.twitter.com/hn6Yeq1kEe
— Scuderia Ferrari (@ScuderiaFerrari) December 4, 2022
Abban az évben megnyerte első versenyét, a Német Nagydíjat, a második, egyben utolsó Grand Prix-győzelmét 1983-ban, Imolában aratta, miután Riccardo Patrese hat körrel a vége előtt kiesett az élről.
Utolsó szezonját 1986-ban a Haas Lola színeiben töltötte, ott lehetett az első hungaroringi futamon, ahol éppen csak lemaradt a pontszerzésről: Nelson Piquet, Ayrton Senna, Nigel Mansell, Stefan Johansson, Johnny Dumfries és Martin Brundle mögött a 7. helyen ért célba.