В сборной Югославии Огнен Петрович дебютировал 13 мая 1973 года в товарищеском матче со сборной Польши, завершившимся со счётом 2:2. В составе сборной Петрович принял участие в чемпионате мира 1974 года и чемпионате Европы 1976 года. Свой последний матч за сборную Петрович сыграл на чемпионате Европы 1976 года против сборной Нидерландов 19 июня 1976 года, тот матч завершился поражением югославов со счётом 2:3, что не позволило сборной Югославии занять третье место на том чемпионате. Всего же за сборную Петрович сыграл 15 официальных матчей в которых пропустил 15 голов. Также Петрович сыграл 10 матчей за молодёжную сборную Югославии.