פטרוביץ' היה חבר של קבע בנבחרת יוגוסלביה כבר בשנותיו המוקדמות כשחקן. בשנים 1984 עד 1991 הוביל את יוגוסלביה למדליית כסף באולימפיאדת סיאול (1988) ומדליית ארד באולימפיאדת לוס אנג'לס (1984), מדליית זהב (ארגנטינה 1990) וארד (ספרד 1986) באליפות העולם, ומדליית זהב (יוגוסלביה 1989) וארד (יוון 1987) באליפות אירופה. עם נבחרת קרואטיה זכה במדליית הכסף באולימפיאדת ברצלונה (1992).