Petrowa nahm mit der russischen U-19-Auswahl an der U-19-Europameisterschaft in Ungarn teil und gewann nach einem 6:5 nach Elfmeterschießen gegen Frankreich den Europameisterschaftstitel. Sie nahm ebenso an der U-19-Weltmeisterschaft 2004 und der U-20-Weltmeisterschaft 2006 teil. Mit der russischen A-Nationalmannschaft spielt sie 2009 bei der Europameisterschaft in Finnland.