Po powrocie z niewoli, w stopniu kapitana podjął służbę w 3 Pułku Strzelców Konnych w armii nowo powstałego Królestwa Polskiego. W 1819 został przeniesiony do 1 Pułku Strzelców Konnych. W tejże jednostce zastał go wybuch powstania listopadowego (29/30 listopada 1830). Razem z 1 psk wziął udział m.in. w bitwach pod Stoczkiem i pod Grochowem. W lutym 1831 awansował na stopień majora, a na początku czerwca tegoż roku został dowódcą swego pułku, po śmierci poprzedniego dowódcy, płk Karola Chmielewskiego (10 maja 1831). Skutkiem objęcia dowództwa pułku był kolejny rychły awans, na podpułkownika (lipiec 1831). Dowodząc jednostką brał udział w bitwach pod Zbuczynem, Paprotnią oraz w walkach w obronie Warszawy.
Po klęsce powstania, w październiku 1831, wraz z ostatnim wodzem naczelnym generałem Maciejem Rybińskim, przekroczył granicę z Królestwem Prus, gdzie został internowany w twierdzy w Tczewie. Do Królestwa Kongresowego wrócił w marcu 1832.
Franciszek Patek zamieszkiwał w osadzie Ryś (obecnie powiat wieruszowski).