Diplômé de l'EM Strasbourg Business School, Patrick Hetzel a obtenu un doctorat en sciences de gestion en 1993 à l'Université Jean Moulin Lyon 3 sur le thème "Design management et constitution de l'offre". Il a été reçu à l’agrégation de sciences de gestion en 1996.
Il est enseignant-chercheur, professeur en sciences de gestion à l'université Paris-Panthéon-Assas au sein du Laboratoire de recherche en sciences de gestion Panthéon-Assas (LARGEPA). Ses thèmes de recherche abordent entre autres la gestion de l'innovation et développement de produits, le marketing de la distribution, la gestion économique et la compétitivité globale, le management public.
En 2005, Patrick Hetzel est nommé recteur de l'académie de Limoges, puis un an plus tard, président de la commission chargée de rapprocher l'université et l'emploi. Il est ensuite le conseiller éducation, enseignement supérieur et recherche de François Fillon, alors Premier ministre. Il est directeur général de l'Enseignement supérieur et de l'Insertion professionnelle (DGESIP) du ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche de 2008 à 2012.
Alsacien, Patrick Hetzel est député LR (Les Républicains) de la septième circonscription du Bas-Rhin depuis 2012 et membre de la Commission des lois constitutionnelles, de la législation et de l'administration générale de la République.
Sur proposition du Premier ministre, Michel Barnier, le président de la République nomme Patrick Hetzel ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, le 21 septembre 2024. Est également nommée Clara Chappaz, secrétaire d'État chargée de l'Intelligence artificielle et du Numérique auprès du ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche.