Petagna az olasz AC Milan csapatában kezdte profi pályafutását. Ezután több olasz csapatban is játszott kölcsönben. 2016-ban igazolt az Atalantaba ahol bemutatkozott az Európa-ligaban. 2017-ben részt vett az U21-es labdarúgó-Európa-bajnokságon az olasz U21-es válogatottal. Első felnőtt olasz válogatott meccsét a Hollandia elleni 2–1-es barátságon mérkőzésen játszotta.