Petri nació en el seno de una familia humilde. Era hijo único y creció en un barrio obrero. Asistió a una escuela en la plaza de España de Roma, la San Giuseppe Merode, que estaba dirigida por un sacerdote y de la que Petri fue expulsado por razones políticas. Petri se involucró con la organización juvenil del Partido Comunista Italiano y comenzó a organizar actividades culturales. También sentía gran interés por el cine y el periodismo. Abandonó el partido en 1956, tras el fracaso de la Revolución húngara de 1956 y el sometimiento del país a las directrices soviéticas.