Il grave e doloroso infortunio al menisco rimediato il 12 aprile 1925 a Barcellona gli impedì di prendere parte al Campeonato Sudamericano de Football 1926. Fino all'agosto del 1927 non tornò in nazionale: giocò, il 29 agosto, la Copa Lipton contro l'Uruguay. Fu poi incluso nella lista dei convocati per il Sudamericano 1927, durante il quale scese in campo per due volte: nella prima gara contro la (6 novembre, vittoria 9-0) segnò 3 gol. Per la terza volta su tre edizioni disputate, Petrone fu il miglior realizzatore del torneo (questa volta insieme a quattro altri giocatori, di cui due argentini e due uruguaiani). Il 1927 di Petrone in nazionale si concluse con l'amichevole del 10 dicembre contro il , che lo vide segnare un gol. Nel 1928 fu chiamato dal CT Primo Giannotti per il torneo olimpico di : al debutto contro la , il 3 giugno, siglò una doppietta. Giocò anche contro l' e la prima delle due finali contro l'Argentina, in cui realizzò il gol della sua squadra. Nel 1929 fece la sua ultima apparizione in un Campeonato Sudamericano, venendo schierato contro il Paraguay il 1º novembre. Benché non fosse nelle migliori condizioni fisiche, Petrone fu convocato anche per il primo Mondiale, il campionato del mondo 1930: in tale competizione giocò un solo incontro, che fu anche il suo ultimo in nazionale, il 18 luglio contro il . In nazionale complessivamente collezionò 29 presenze e 24 reti.