D'ascendance amérindienne, de la tribu des Wayuu, et espagnole, Patricia Carola Velásquez Semprún est la cinquième des six enfants d'un couple d'enseignants.
En 1989, elle concourt pour le titre de Miss Venezuela en représentant la péninsule de Guajira et arrive à la septième place.
Elle a fait ses débuts au cinéma dans le film français Le Jaguar (1996), où elle a pour partenaires à l'écran Jean Reno et Patrick Bruel. On l'a revue ensuite dans Beowulf (1999) avec Christophe Lambert et Rhona Mitra, mais surtout dans La Momie (1999) de Stephen Sommers, où elle incarne la maîtresse d'Imhotep, Ankh Su Namun. Elle reprend son rôle (plus important) dans la suite sortie en 2001, Le Retour de la momie, toujours aux côtés des acteurs Brendan Fraser, Rachel Weisz et Arnold Vosloo. On peut également la voir en 2004 au casting du thriller Profession profiler, dans le rôle d'un agent du FBI, aux côtés de Val Kilmer. En 2011, elle est à l'affiche du drame Cenizas eternas, où elle est également productrice. En 2014, elle tient le rôle principal de la romance Liz en Septiembre, où elle officie toujours en parallèle comme productrice associée.