Entre 1950 et 1960, les 500 Miles d'Indianapolis étaient considérés comme épreuve de F1. Pat O'Connor fut un des pole-men de cette période.

Né à Vernon, Patrick s'est engagé pour la première fois dans une épreuve du championnat national AAA à la fin de l'année 1952 sur l'ovale de DuQuoin sur une Koehnle-Offenhauser, mais étant trop lent, il n'a pas été autorisé à prendre le départ de la course. L'année suivante, il veut participer aux 500 Miles d'Indianapolis, mais il faut passer les qualifications, ce qui n'est pas une mince affaire, car il y a deux fois plus d'engagés que de places sur la grille de départ. Pat aura tenté sa chance à 3 reprises, mais jamais ne se qualifie. Enfin, sur l'Indiana State Fairgrounds, il dispute sa première course et se classe en septième position, puis termine huitième à Phoenix.

En 1954, il dispute sa première saison complète, et parvient enfin à se qualifier pour les 500 Miles. Sa course se déroule sans encombre jusqu'au 182ème tour, où il va s'écraser dans le virage nord-est de l'ovale, heureusement sans gravité. Sa meilleure performance de l'année fut une cinquième place à Milwaukee, dans le cadre de la Classique Rex Mays. En 1955, il troque sa Lesovsky pour une Templeton de l'équipe LaVilla, et le bilan s'en trouve bien meilleur, en effet il ne rate qu'une seule fois la qualification. Pour Indianapolis, il continue de courir sur une Kurtis Kraft, et réalise une belle course en se classant en huitième position, à 6 minutes et 41 secondes de Bob Sweikert. Il termine cinquième à Langhorne, Sacramento, Phoenix et sur l'Indiana State Fairgrounds, puis se hisse au pied du podium à Syracuse, pour terminer finalement 7ème du championnat.

En 1956, le championnat s'appelle désormais USAC, et Pat a encore changé d'équipe et de monoplace. La saison débute en fanfare, le pilote originaire de l'Indiana se qualifie en première ligne pour Indianapolis, et dès la quatrième tour se hisse en tête de la course. Il fut leader de l'épreuve sur un total de 39 tours, avant de dégringoler et de terminer la course en 18ème position avec 13 tours de retard. Peu de temps après, il remporte enfin sa première victoire en championnat, à Darlington. Il termine également second sur l'Indiana State Fairgrounds. Enfin, lors des épreuves hors championnat de Williams Grove et de Dayton, il se classe second, réalisant même la pole position à Dayton. Pat termine onzième du championnat.

En 1957, il court l'année sur Kurtis Kraft puis sur Kuzma, et réalise de loin sa meilleure saison. D'abord, il termine premier du Pole-day à Indianapolis et se hisse en tête lors des premiers tours. Au final, il termine huitième de la course à 5 minutes 33 secondes de Sam Hanks. Après deux podiums réalisés en-dehors du championnat à Monza, puis sur Williams Grove, Patrick termine troisième à Milwaukee, second à Syracuse et phoenix, et remporte l'antépénultième course de l'année à Trenton. L'année s'achève pour Pat avec une quatrième place au classement final avec 1250 points. L'année 1958 s'annonce bien pour lui, mais la course de Trenton se termine par un accident au neuvième tour.

Le 30 mai 1958, Pat O'Connor est impliqué dans un immense carambolage qui implique une quinzaine de voitures. Sa voiture brûle, et se rompt la nuque. Il avait 29 ans. Ironie du sort : une semaine auparavant, il avait fait la couverture du magazine "Sports illustrated", confirmant ainsi la "poisse" provoquée par un tel honneur, qui survint une bonne dizaine de fois.