Petty ganó 54 carreras de 427 disputadas en la categoría, situándose décimo en el historial y tercero en la era antigua.

Se destacan su triunfo en la carrera principal en el circuito playero de Daytona de 1954, así como el logrado en las 500 Millas de Daytona de 1959 en la inauguración del Daytona International Speedway, que definió ante Johnny Beauchamp por su llegada a la línea de meta o foto finish.

Volvió a las pistas al año siguiente, y disputó seis carreras hasta su retiro en 1964.

Utilizó casi siempre el número 42 y modelos del grupo Chrysler (Chrysler, Dodge y Plymouth), aunque también corrió para la marca Oldsmobile varias temporadas y pilotó automóviles de Ford y Lincoln en ocasiones puntuales.

Sus hijos Richard Petty y Maurice Petty compitieron también en su equipo, además de participar en otras tareas; Richard fue siete veces campeón de la NASCAR Grand National Series (luego renombrada NASCAR Cup Series).