L'arrière a porté le maillot de deux sélections nationales au cours de sa carrière. D'abord, il fait partie d'une grande équipe de Yougoslavie avec laquelle il remporte un titre de champion d'Europe en 1989, un titre de champion du monde en 1990 ainsi que deux médailles olympiques. À la suite des guerres de Yougoslavie et de l'éclatement de la république fédérative socialiste de Yougoslavie, Petrović évolue sous la bannière de la Croatie avec qui il remporte la médaille d'argent aux Jeux olympiques de Barcelone.