पैटिनसन ने १ दिसम्बर २०११ को ब्रिस्बेन में पहले टेस्ट में न्यूजीलैंड के खिलाफ घरेलू सीरीज में अपने टेस्ट करियर की शुरुआत की। उन्होंने अपनी पहली टेस्ट की दूसरी पारी में २७ रन पर पांच विकेट लिए और एक- नौ विकेट से ऑस्ट्रेलिया की जीत में मदद की, फिर दूसरे टेस्ट की पहली पारी में पांच विकेट लिए और मैन ऑफ द सीरीज कहलाए गये। पैटिनसन ने बॉक्सिंग डे मैच में भारत के खिलाफ जबरदस्त कुशलता प्रदर्शित की। सिडनी में दूसरे टेस्ट मैच में उन्होंने चार विकेट लिये। वे दुनिया के सर्वश्रेष्ठ गेंदबाजों में से एक बनकर् दक्षिण अफ्रीका के खिलाफ पहले टेस्ट मैच में ६/१०८ और ५५ रनस और् उनके अगली टेस्ट में भारत के खिलाफ २०११ बॉक्सिंग डे टेस्ट मैच में प्रभावशाली तरिके से खेलकर पुरुस्कार जीते। वे ऑस्ट्रेलिया के टी २० विश्व कप के लिये शामिल नहीं हो पाये। ऑस्ट्रेलिया ने जब २०१३ में भारत का दौरा किया तब शायद किसी का ध्यान नहीं था पर पैटिनसन ने ५/९६ का दावा किया था। मार्च २०१३ में भारत के खिलाफ तीसरे टेस्ट से पहले, पैटिनसन को सबसे बड़ा झटका तब लगा जब ऑस्ट्रेलिया ने शेन वाटसन, मिशेल व पैटिनसन को हटा दिया था। माइकल क्लार्क, कप्तान, ने कहा कि यह अतिवादी कदम वाटसन के दोहराए गये उल्लंघन के कारण लिया गया जिस करन वह सेवानिवृत्ति पर विचार कर रहा था। पूर्व खिलाड़ियों ने टीम य्ह कठोर निर्णय पर प्रतिक्रिया व्यक्त की। यह निर्णय का वजह ऑस्ट्रेलिया के पिछले दो टेस्ट मैचों के हार का परिणाम था।

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