W 1982 Patrese przeniósł się do Brabham i zdobył swoje pierwsze zwycięstwo w tym roku
Grand Prix Monako w dość sensacyjnych okolicznościach. Patrese przejął przewagę, gdy Alain Prost wypadł, tylko po to, by w następnym okrążeniu zawrócić w warunkach tłumiących. Został trzeci za Didierem Pironiem i Andreą de Cesarisem, którzy zatrzymali się na ostatnim okrążeniu. Pironi miał awarię elektryczną, a de Cesaris nie miał paliwa. Później w tym samym sezonie prowadził Grand Prix Austrii, ale zrezygnował z wyścigu z powodu awarii silnika. Patrese ukończył sezon na dziesiątym miejscu, tuż przed swoim kolegą z drużyny Nelsonem Piquetem. Rok 1983 okazał się trudniejszym sezonem. Patrese wypadł późno w wyścigu, prowadząc w San Marino - na okrzyki "tifosi", ponieważ jego shunt oznaczał, że przekazał wygraną kierowcy Ferrari Patrickowi Tambay. Zdobył również pole position na własnym terenie podczas Grand Prix Włoch, zanim jego silnik wybuchł na początku wyścigu: w wywiadzie z 2010 roku powiedział, że podejrzewa, że jego silnik został pozostawiony w kwalifikacji, co czyni go niezwykle potężnym, ale kruchym, ponieważ nie oferowano mu nowego kontraktu na następny rok i niechętnie poświęcał swoje szanse na wygraną Grand Prix w domu za kolegę z drużyny Nelsona Piqueta, który walczył o mistrzostwo świata. Pomimo zdobycia drugiego zwycięstwa w Grand Prix Południowej Afryki, Patrese zajął tylko dziewiąte miejsce, podczas gdy Piquet zdobył swój drugi tytuł mistrza kierowców. Minęło siedem lat, zanim ponownie pojawił się na najwyższym stopniu podium.