Petrović va ser seleccionador de Croàcia en diverses etapes al llarg de la seva carrera: la primera el 1995, quan va aconseguir la medalla de bronze a l'Eurobasket de Grècia en derrotar en el partit pel tercer lloc els amfitrions (73-68). La segona etapa entre 1999 i 2001, i la tercera els anys 2016 i 2017, en el primer dels quals va aconseguir classificar Croàcia pels Jocs Olímpics de Rio 2016. També va ser seleccionador de Bòsnia i Hercegovina i del Brasil.