Petra Vlhová ha esordito in una gara valida ai fini del punteggio FIS il 19 novembre 2010 a Geilo, classificandosi 33ª in slalom gigante, e il 2 marzo 2011 ha debuttato in Coppa Europa, chiudendo 26ª a Jasná in slalom speciale. Il 20 gennaio 2012 ha conquistato la medaglia d'oro nello slalom speciale alla prima edizione dei Giochi olimpici invernali giovanili di Innsbruck. Convocata anche per i Mondiali juniores di Roccaraso 2012, ha conquistato la medaglia di bronzo nello slalom speciale.