Patrick Fournillier ha iniziato la sua brillante carriera internazionale vincendo giovanissimo il Primo Premio al Concorso Internazionale di Direzione d'Orchestra di Salisburgo, cosa che gli permise di diventare l'assistente di Leopold Hager al Mozarteum.
Dal 1983 al 1985 è stato direttore aggiunto dell'Orchestra Nazionale di Lilla e, dal 1984 al 1986, direttore artistico dell'Accademia d'Orchestra.
Nel luglio 1986, a Nimes, raccolse grandi successi ed approvazione del pubblico e della stampa sostituendo Emmanuel Krivine nel Corsaro di Giuseppe Verdi.
  
Nel 1987 ha vinto il secondo premio nel Concorso d'interpretazione di Musica Polacca, i premi Orchestra e Public al Terzo Concorso Internazionale di Katowice in (Polonia).
Da allora è stato invitato a dirigere le orchestre di Gdansk, Cracovia, la Filarmonica e l'Orchestra dell'Opera di Varsavia, e a realizzare numerose registrazioni.

Patrick Fournillier dirige regolarmente le seguenti orchestre: Romande Swiss Orchestra, Europe Chamber Orchestra, Czech Philharmonic, Gran Teatro Liceu Orchestra di Barcellona, Radio-France New Philharmonic Orchestra, Lyon National Orchestra, Bordeaux-Aquitaine National Orchestra, Lyon Opera, Warsaw Philharmonic, Opéra National de Paris Orchestra, Prague Symphony Orchestra, Orchestra del Teatro Comunale di Bologna e del Teatro alla Scala, Welsh National Opera, Opéra de Monte Carlo Orchestra, BBC Symphony Orchestra.

Come Direttore Musicale del Festival Massenet di Saint-Etienne ha diretto le creazioni di Thérèse, Cendrillon, Manon, Amadis (registrata con i Cori e l'Orchestra dell'Opéra di Parigi ottenne l'Orphée d'Or 1990, premio della SACD per la migliore incisione di un compositore francese), Cléopatre, La Vierge, Esclarmonde e Grisélidis (tutte incise in CD per Koch International), Panurge, Le Cid.
Grisélidis gli valse inoltre l'Orphée d'Or 1994.

Nella stagione 1988/89 fu invitato da Alain Lombard a diventare Primo Direttore Ospite dell'Orchestra Nazionale di Bordeaux-Aquitania e in quella successiva diresse Novantatré, l'opera di Duhamel tratta da Victor Hugo, in occasione del bicentenario della Rivoluzione Francese.
Lo stesso anno diresse Thérèse, per una nuova produzione al Teatro Nazionale di Zagreb, ed il concerto di gala con Rockwell Blake e June Anderson per la riapertura dell'Opéra Comique-Salle Favart.
Nel 1989, al Gran Teatro di Ginevra con la Romande Swiss Orchestra, diresse la produzione di Postilion de Longiumeau di Adam, trasmesso in contemporanea da 25 emittenti televisive.

Direttore Musicale e Principale della Sinfonietta di Piccardia dall''89 al '92, nel 1990 eseguì con essa la Manon Lescaut di Auber all'Opéra di Parigi (registrata live per Chant du Monde), e l'anno successivo partecipò alla prima registrazione di Applausus, una cantata inedita di Haydn.

Nel 1991, su invito di Riccardo Muti, diresse al Ravenna Festival La Muta di Portici di Auber.

L'anno successivo diresse Tosca al Teatro La Fenice di Venezia.
Nelle stagioni successive ha diretto in teatri come La Scala di Milano, l'Opera Nazionale Gallese, l'Opera di Roma, l'Esplanade-Opéra di Saint-Etienne (dove è direttore musicale), in cui è sempre stato nuovamente invitato.

Nel 1993 ha registrato numerose arie da opere francesi per l'etichetta EMI con l'Orchestra Filarmonica di Montecarlo, vincendo numerosi premi: Choc du Monde de la Musique, Diapason d'Or de l'Année, Opéra International Timbre de Platine, 10 de Repertoire e Académie Charles Cros.
Nel 1998 è stato nominato Direttore Musicale dell' Orchestra Sinfonica dell'Emilia Romagna "Arturo Toscanini", con un mandato triennale. Nel 2001 ha partecipato alle celebrazioni del Centenario Verdiano, commemorando il compositore con numerosi concerti (una prima esecuzione di musica sacra inedita al Teatro di Busseto, Rigoletto, La Traviata e Il Trovatore al Teatro Alighieri di Ravenna).