Patzaichin won op achttienjarige leeftijd samen met Serghei Covaliov de olympische gouden medaille in Mexico-Stad in de C-2 over 1000 meter. Vier jaar later tijdens de Olympische Zomerspelen 1972 won Patzaichin de gouden medaille in de K-1 over 1000 meter en de zilveren medaille in de C-2 over 1000 meter. Tijdens de Olympische Zomerspelen 1976 behaalde Patzaichin een vijfde en een zevende plaats. Patzaichin won tijdens de Olympische Zomerspelen 1980 net als twaalf jaar eerder de gouden medaille in de C-2 over 1000 meter ditmaal aan de zijde van Toma Simionov en zilver in de C-2 over 500 meter. Patzaichin prolongeerde tijdens de Olympische Zomerspelen 1984 zijn gouden medaille in de C-2 over 1000 meter en moest op de 500 meter wederom genoegen nemen met de zilveren medaille.
Patzaichin won 22 medailles op de wereldkampioenschappen vlakwater waarvan negen gouden medailles, Patzaichin won viermaal de wereldtitel in de C-2, 1000 meter, tweemaal de C-1 1000 meter en eenmaal de C-2 500 meter, C-1 10.000 meter en de C-2 10.000 meter.