Die Verfahrensvorschriften ergeben sich aus den jeweiligen Vorschriften zum Patent-, Gebrauchsmuster-, Halbleiterschutz-, Marken-, Design- und Sortenschutzgesetz. Enthalten diese Gesetze keine verfahrensrechtliche Regelung, finden daneben die Vorschriften des Gerichtsverfassungsgesetzes und der Zivilprozessordnung ergänzende und entsprechende Anwendung, allerdings nur, soweit die Besonderheiten der Verfahren dies nicht ausschließen.
Die Verfahren vor dem Bundespatentgericht werden nicht von Amts wegen sondern nur auf Antrag der Beteiligten, d. h. indem eine Beschwerde oder Klage eingereicht wird, eingeleitet. Die Beteiligten können das Verfahren im Allgemeinen auch durch Antragsrücknahme jederzeit beenden. Eine Ausnahme bildet nur die Rücknahme des Einspruchs im Patentverfahren, die lediglich zur Beendigung der Verfahrensbeteiligung des Einsprechenden führt, nicht aber das Einspruchsverfahren selbst beendet. Der Antrag des Verfahrensführers bestimmt darüber hinaus den Gegenstand des Verfahrens. Nur in diesem Rahmen entscheidet das Bundespatentgericht über den Antrag oder die Klage.
Das Verfahren vor dem Bundespatentgericht wird vom Grundsatz der Amtsermittlung beherrscht. Das bedeutet, dass das Gericht grundsätzlich nicht auf die Berücksichtigung des Tatsachenstoffes beschränkt ist, den die Parteien vorgetragen haben. Das Bundespatentgericht hat vielmehr den Sachverhalt von Amts wegen zu erforschen; es ist an Vorbringen und Beweisanträge der Beteiligten nicht gebunden.
Für die Verfahren vor dem Bundespatentgericht besteht kein Anwaltszwang, die Beteiligten können das Verfahren selbst, d. h. ohne Rechtsbeistand, führen. Sie können sich aber durch einen Rechtsanwalt bzw. Rechtsanwältin oder Patentanwalt bzw. Patentanwältin als Bevollmächtigte/n vertreten lassen. Unter bestimmten Voraussetzungen sind ferner andere natürliche sowie juristische Personen als Bevollmächtigte vertretungsbefugt. Lediglich Beteiligte (auch deutsche Staatsbürger oder Gesellschaften), die im Inland keinen Wohnsitz oder keine Niederlassung haben, müssen zur Teilnahme an einem Verfahren vor dem Patentgericht eine/n Patent- oder Rechtsanwalt bzw. Patent- oder Rechtsanwältin als Vertreter oder Vertreterin bestellen. Auch ein Rechtsanwalt bzw. eine Rechtsanwältin oder Patentanwalt bzw. Patentanwältin aus einem Mitgliedstaat der EU oder einem Vertragsstaat des Abkommens über den EWR ist berechtigt, vor dem Bundespatentgericht aufzutreten.
Beim Bundespatentgericht eingehende Klagen oder Beschwerden werden nach Vergabe eines Aktenzeichens dem nach der Geschäftsverteilung zuständigen Senat vorgelegt. Wenn alle Verfahrensbeteiligten Gelegenheit hatten, sich zu äußern, erstellt das nach der senatsinternen Geschäftsverteilung als Berichterstatter zuständige Mitglied ein schriftliches Votum, zu dem die weiteren Senatsmitglieder nach Studium der Akten ihrerseits eine – meist ebenfalls schriftliche – Stellungnahme abgeben. Sodann setzt die oder der Vorsitzende einen Termin zur Beratung oder zur mündlichen Verhandlung an. In Nichtigkeitsverfahren erteilt der Senat vor der mündlichen Verhandlung regelmäßig einen schriftlichen qualifizierten Hinweis nach § 83 Patentgesetz. Im Übrigen ergehen Hinweise regelmäßig zusammen mit der Mitteilung des Termins zur mündlichen Verhandlung ergehen.
Im Nichtigkeitsverfahren und Zwangslizenzverfahren findet grundsätzlich eine mündliche Verhandlung statt. Ansonsten sehen die Verfahrensordnungen dagegen grundsätzlich ein schriftliches Verfahren vor. Eine mündliche Verhandlung findet allerdings dann statt, wenn diese von einem Verfahrensbeteiligten beantragt wurde, Zeugen vernommen werden müssen oder der Senat eine mündliche Verhandlung für sachdienlich hält Nach dem Schluss der mündlichen Verhandlung fällt der Senat in geheimer Beratung seine Entscheidung, die unmittelbar im Anschluss oder in einem besonderen Termin verkündet wird. An Stelle der Verkündung kann die Entscheidung den Beteiligten auch schriftlich an Verkündungs statt zugestellt werden. Die Nichtigkeitssenate entscheiden über die bei ihnen anhängigen Klagen durch Urteil. Die Entscheidungen der Beschwerdesenate ergehen in Form eines Beschlusses.
Anders als in verwaltungsgerichtlichen Verfahren, bei denen die den angegriffenen Verwaltungsakt erlassende Behörde die Stellung eines Verfahrensbeteiligten hat, ist weder das Deutsche Patent- und Markenamt noch das Bundessortenamt automatisch an den Rechtsmittelverfahren über seine Entscheidungen beteiligt. Das Bundespatentgericht kann, wenn es dies wegen einer Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung für angemessen erachtet, dem Präsidenten oder der Präsidentin des Deutschen Patent- und Markenamts die Möglichkeit geben, dem Beschwerdeverfahren beizutreten. Der Präsident oder die Präsidentin des Bundessortenamtes kann dem Beschwerdeverfahren jederzeit beitreten.