Dopo la promozione in Serie A la Fiorentina decise di rinforzarsi, affidando la panchina a Hermann Felsner e comprando alcuni giocatori tra cui Pedro Petrone, Lorenzo Gazzari e Alfredo Pitto, primo calciatore viola a vestire la maglia azzurra, nell'incontro del 15 novembre 1931 tra e . L'esordio in Serie A avvenne il 20 settembre 1931, con il pareggio per 1-1 contro il Milan; la prima stagione nel nuovo stadio fu buona, caratterizzata da una discreta solidità difensiva e da importanti vittorie, come il doppio 3-0 inferto in casa a Milan e Ambrosiana-Inter. I viola si classificarono al quarto posto, dietro a Juventus, Bologna e Roma, a pari merito con i rossoneri. Con 25 reti, Petrone si consacrò capocannoniere del torneo a pari merito con Angelo Schiavio.