Jugaba de extremo izquierdo y su primer equipo fue el CSKA Sofía.

Con el VfL Wolfsburgo juega más de 100 partidos y marca 28 goles.

Debido a las múltiples lesiones sufridas, apenas pudo jugar 60 partidos en 3 años, por lo que no le renovaron y fue fichado por el Bolton Wanderers.

[2]​ Petrov es apodado El Misil o La Bala búlgara, debido a que lanza disparos de media distancia y a su espectacular velocidad, especialmente por la banda izquierda, lo que genera gran peligro para la defensa rival, en la intimidad del vestuario le solían llamar el llanero solitario .

También posee unas grandes cualidades en el lanzamiento de faltas directas gracias a su gran potencia y, en ocasiones, excelente precisión.