Выполнение sed выдает ошибку «неожиданный EOF при поиске соответствия»

Благодаря @Quasimodo мне наконец удалось решить эту проблему.

Сначала я улучшил читаемость PATTERN, разделив REGEXPи REPLACEMENTна две отдельные переменные.
Затем в основном то, что я сделал, это изменить одинарные -кавычки на двойные -кавычки и наоборот.

REGEXP="preserve_hostname:\sfalse"
REPLACEMENT="preserve_hostname: true\nmanage_etc_hosts: false"
PATTERN="s/$REGEXP/$REPLACEMENT/"
su - $USERNAME -c "sudo -S bash -c 'sed -n -i \"$PATTERN\" /etc/cloud/cloud.cfg'" <<< $USERPWD

Обратите внимание, что я избежал двойных -кавычек вокруг $PATTERNв команде sed.
Вот и все!