Va debutar al Gran Premi de Mònaco de 1977 amb l'equip de Shadow patrocinat per l'empresari italià Franco Ambrosio, en substitució de Renzo Zorzi. Va prendre el seu primer punt al Gran Premi del Japó.
més tard aquell any. Més tard aquell any, el líder de l'equip Jackie Oliver i el patrocinador Ambrosio van deixar Shadow per formar l'equip Arrows. Patrese i el seu company d'equip de Shadow, Alan Jones, van rebre ofertes de l'equip de Williams per a 1978: mentre Jones es va unir a Williams, Patrese es va unir a Arrows, al costat de Rolf Stommelen. Shadow posteriorment va portar Arrows al tribunal, argumentant que Arrows havia robat el disseny del Shadow DN9 que Arrows i essencialment estava executant un DN9 sota un nom diferent. El tribunal va estar d'acord, obligant Arrows a dissenyar i construir un cotxe totalment nou, el Arrows A1, que es va convertir en el primer de la línia de sang Arrows F1.