Нарадзіўся Людвік Пацей у 1664 годзе. Яго бацькам быў ваявода віцебскі Леанард Габрыэль Пацэй, а маці Рэгіна Агінская. Родапачынальнікам шляхецкага роду Пацэеў быў Ходка Каранеўскі. Яго сын Тышка, за службу, ад вялікага князя літоўскага Казіміра атрымаў у Камянецкім старостве некалькі вёсак, а назва роду пайшло, ад унука Ходкі, і сына Тышкі Пацея. Пацэі валодалі маёнткамі ў Брэсцкім, Троцкім і іншых ваяводствах, і мелі герб "Пацей".
Пра адукацыю Людвіга Пацэя мала што вядома, але хутчэй за ўсё яно было адпаведным яго становішчу. Службу ў літоўскіх войсках ён пачаў у 1684 годзе, хаця па яго сцвярджэнні ён у 1683 годзе прымаў удзел у бітве пад Венай. Таксама ён удзельнічаў у бітвах супраць туркаў і крымскіх татараў у Малдавіі, Венгрыі і Украіне.
У 1687 годзе Пацэя прызначаюць на пасаду Брэсцкага земскага пісара, затым у 1689 годзе падкаморыя Брэсцкага. У 1696 годзе ён становіцца ўдзельнікам канфедэрацыі войскаў ВКЛ супраць дамінавання ва ўладзе роду Сапегаў. У 1697 годзе на сойме быў адным з ініцыятараў ураўнення правоў польскай і літоўскай шляхты. У тым жа 1697 годзе быў прызначаны пісарам польным літоўскім, а ў 1698 годзе стражнікам вялікім літоўскім.
Падчас так званай «Хатняй вайны» супраць Сапегаў, Людвіг Пацей 18 лістапада 1700 года камандаваў атрадам у войску канфедэратаў у бітве пры Алькеніках, падчас якой войскі Сапегаў былі разбітыя. Далей, у 1702 годзе на чале трохтысячнага атрада адбіваў напады шведскіх войскаў на Вільню. У наступным 1703 годзе сумесна з саксонскім войскам захапіў замак Тыкоцін, які належаў Сапегам, а таксама быў прызначаны падскарбіем вялікім літоўскім. У 1705 годзе, за падтрымку на выбарах атрымаў ад караля Рэчы Паспалітай Аўгуста Моцнага Ордэн Белага арла.
У 1708 годзе Пацей прыняў удзел у бітве пад Канецполем, дзе сумесна з Якубам Рыбінскім разбіў войскі караля Рэчы Паспалітай Станіслава Ляшчынскага, якімі камандаваў вялікі гетман каронны Юзаф Патоцкі. У 1709 годзе Людвіг Пацей быў прызначаны на пасаду віленскага кашталяна і пры падтрымцы расійскага цара Пятра I за тое, што пагадзіўся дапамагаць Расіі ў вайне супраць Турцыі, атрымаў пасаду вялікага гетмана літоўскага.
У 1714 годзе Людвіга Пацэя прызначаюць на пасаду маршалка Літоўскага Трыбунала. З 1722 г. займаў пасаду ваяводы Віленскага. Гэтак жа з'яўляўся старастам Пунскім, Ратынскім, Шарашоўскім і Барчанскім. Не гледзячы на падтрымку на выбарах, з часам Пацей перайшоў на бок апазіцыі Аўгуста Моцнага, і ў апошнія гады жыцця выступаў супраць яго імкнення ўмацаваць каралеўскую ўладу. Памёр Людвік Пацей 30 студзеня 1730 года.