Первый стадион на этом месте был построен в 1924-1925 годах по проекту бывшего футболиста команды Спорт чеха Алоиса Осиповича Вейводы, а уже в 1933-м была проведена его реконструкция: были ликвидированы виражи бетонного трека и возведены деревянные трибуны, вместимость трибун возросла с 10 000 до 25 000 зрителей

В 1992 году стадион получил свое современное название, а мировая известность пришла к Петровскому после того, как в 1994 году на нем были проведены игры Доброй воли. К проведению этих соревнований стадион был отремонтирован, были установлены пластиковые кресла для зрителей, новое электронное табло.

С 1994 года является домашней ареной футбольного клуба Зенит, чемпиона России 2007. В конце сезона 1996 на Петровском прошел первый в российской истории золотой матч между Аланией и Спартаком