Перший стадіон на цьому місці був побудований в 1924-1925 роках за проектом колишнього футболіста команди Спорт чеха Алоїса Осиповича Вейводи, а вже у 1933-му була проведена його реконструкція: було ліквідовано віражі бетонного треку й зведені дерев'яні трибуни, місткість трибун зросла з 10 000 до 25 000 глядачів. 

У 1992 році стадіон отримав свою сучасну назву, а світова популярність прийшла до Петровського після того, як у 1994 році на ньому були проведені ігри Доброї волі. До проведення цих змагань стадіон був відремонтований, були встановлені пластикові крісла для глядачів, нове електронне табло.

З 1994 року є домашньою ареною футбольного клубу Зеніт, чемпіона Росії 2007. В кінці сезону 1996 на Петровському пройшов перший у російській історії золотий матч між Аланією і Спартаком.