pateketrueke, gracias por responder, ya casi lo tengo, mi problema ahora es que como $match trae la url de la primera imagen, para la segunda ya no me sirve.
este es el codigo:
<?php
$cadena= '<p><img src="imagen.jpg" alt="imagen" width="628" height="518" /></p><img src="imagen2.jpg" alt="imagen2" width="628" height="518" />';
$patron = '@src="([^"]+)"@';
preg_match( $patron , $cadena , $match );
echo preg_replace($patron, 'src="ruta/' . $match[1] . '"', $cadena);
?>