Hon besegrade den ukrainska favoriten Yaroslava Mahuchikh som också klarade 2,02 men först i andra försöket. Italienskan Elena Vallortigara var trea på 2,00.
Totalt var fyra hoppare över två meter.
– Det är så otroligt, otroligt – att se så många kvinnor klara två meter på första försöket var fenomenalt, säger Patterson med medaljen runt halsen ännu tagen av upplevelsen.
– Jag vet ärligt talat inte hur jag lyckades ta guldet. Det kommer ta lång tid att sjunka in. Jag klarade 2,02 i första försöket och det var vad som räknades. Jag svävar bland molnen, säger Patterson.