Maria Dimitrova Petrova (en búlgaro, Мария Димитрова Петрова, n. 13 de noviembre de 1975 en Plovdiv) es una ex gimnasta rítmica búlgara.
Petrova es una de las cuatro gimnastas rítmicas que ha sido 3 veces campeona mundial en el concurso general (también lo fueron María Gigova, Yevguéniya Kanáyeva y Yana Kudriávtseva), siendo únicamente superadas por los 4 títulos de Dina Averina.
Poco después compitió en su primera olimpiada, Barcelona 92, donde finalizó en quinto lugar.
Fue campeona del mundo por tercera vez al año siguiente, 1995, en el campeonato celebrado en Viena.
Fue olímpica por segunda vez en Atlanta 1996 pero, al igual que en 1992, solo pudo lograr la quinta posición.