2002 wurde Petar Chubtschew unter Trainer Plamen Markow Assistenztrainer des bulgarischen Nationalteams und schaffte die Qualifikation für die Euro 2004. Anschließend blieb er auch unter dem neuen Trainer Christo Stoitschkow Assistent und arbeitete 2005 kurz als Cheftrainer bei Slawia Sofia, löste seinen Vertrag allerdings nach der Hinrunde auf. Ab Januar 2006 bis Dezember 2007 war er bei Eintracht Frankfurt U-23-Cheftrainer. Im ersten Jahr rettete er die U-23 vor dem Abstieg und schaffte es im folgenden Jahr die Mannschaft auf einem Aufstiegsplatz für die neue Regionalliga zu platzieren. Anschließend unterschrieb er bei der zweiten Mannschaft des VfL Wolfsburg. Dort verpflichtete ihn der damalige Sportdirektor und Trainer Felix Magath, der bereits beim Hamburger SV und bei Eintracht Frankfurt sein Trainer war. Im Sommer 2008 wurde er allerdings in Wolfsburg seiner Aufgaben enthoben und mit einem neuen Aufgabenfeld als Scout betraut.