Une semaine après son ordination, il reçoit la permission du cardinal Gibbons d'entrer chez les missionnaires de Maryknoll[3]. Il s'occupe de projets de construction à Maryknoll et à Scranton en Pennsylvanie où se trouve le séminaire Vénard de la jeune congrégation, puis devient recteur des deux séminaires. Il est rédacteur-en-chef de Field Afar, et devient vicaire général et trésorier des pères de Maryknoll.
Le séminaire Vénard à l'époque du père Byrne
En 1923, le père Byrne met sur pied la première mission envoyée en Corée. Quatre ans plus tard, le , le pape Pie XI le nomme préfet apostolique de Pyongyang. En 1929, il est délégué au premier chapitre général de Maryknoll et il est élu comme assistant du supérieur général. Il démissionne de son poste de préfet apostolique le , afin de s'engager dans ses nouvelles responsabilités[1]. Il retrouve le champ de la mission en 1935, cette fois-ci au Japon à Kyoto. Deux ans plus tard, Pie XI, le nomme préfet apostolique de la toute nouvelle préfecture apostolique de Kyoto, le . Mais le gouvernement japonais fait passer une nouvelle loi exigeant que les supérieurs de congrégation et ordinaires soient des sujets de l'empereur du Japon. Il doit donc démissionner le en faveur d'un prêtre japonais, FURUYA Yoshiyuki. Entre-temps, le Japon a envahi le Nord de l'Indochine française et menace les possessions de l'Empire britannique, puis le Japon s'engage directement contre les puissances alliées en 1941. Le père Byrne à cause de sa réputation modérée n'est pas emprisonné, mais est simplement assigné à résidence chez lui[3]. Lorsque la reddition du Japon advient, l'armée américaine se sert de lui pour intervenir dans des émissions radiodiffusées afin de calmer la population japonaise hostile à l'occupation américaine.
Patrick Byrne est sacré évêque le par Mgr McDonnell, évêque coadjuteur de Wheeling[1]. Il est arrêté un an plus tard par les communistes coréens le et mis en accusation devant un tribunal révolutionnaire[3]. Il est forcé à marcher du territoire de l'ancienne mission de Maryknoll, jusqu'au fleuve Yalou. Mgr Byrne est de nouveau accusé devant un tribunal de Pyongyang et condamné à une marche forcée de quatre mois. Les intempéries sont fréquentes, il manque de nourriture et n'est pas abrité. Il contracte une pneumonie et meurt le à l'âge de 62 ans. Il est enterré au bord de la route par un autre prisonnier, Mgr Thomas F. Quinlan, S.S.C, préfet apostolique de Chuncheon.
