Karierę zawodową rozpoczął od konstruowania maszyn kreślarskich, od 1894 roku pracował w różnych firmach jako konstruktor maszyn parowych. Około 1907 roku przeprowadził się do Berlina, gdzie podjął pracę w zakładach i gdzie mieszkał już do końca życia.
Arthur Patschke odnosił sukcesy jako konstruktor maszyn parowych. Ok. 1900 rozpoczął prace na skonstruowaniem obrotowego silnika parowego (Rotationsdampfmaschine), który zaprezentował w 1902 roku na targach przemysłowych w Düsseldorfie. Później opracował też konstrukcję poprzecznego silnika parowego (Transversal-Dampfturbine). Podczas tych innowacyjnych prac konstruktorskich utrzymywał kontakty z innymi wielkimi konstruktorami maszyn tamtych czasów, m.in. z laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Nilsem Dalénen.