Il rejoint en 1998 le service de fusions acquisitions du Groupe Alcatel où il conduit en particulier des opérations de croissance externe sur des sociétés innovantes aux Etats-Unis. Au sein d’Alcatel, de 2001 à 2005, Patrice BELIE mène des missions de business développement, de commerce, de gestion de projets d’outsourcing de réseaux télécoms à l'international.

Après avoir intégré en 2005 l’activité de signalisation ferroviaire d'Alcatel, Patrice BELIE pilote le détourage de cette activité puis son intégration post acquisition dans THALES qu'il rejoint en 2007. Il y dirigera un ensemble de filiales de signalisation ferroviaire à l'international d’abord, puis prend en 2009, la Direction Générale de la filiale française.