Os Jogos Olímpicos de Verão de 1984 foram a primeira competição de grande escala de Petrović com a seleção nacional e a medalha de bronze conquistada em Los Angeles naquele verão tornou-se a sua primeira medalha olímpica. O terceiro lugar também foi conquistado no Campeonato Mundial de Basquetebol Masculino de 1986. No EuroBasket de 1987, Petrović novamente ficou com o bronze, com a Iugoslávia perdendo para os anfitriões e medalhistas de ouro, Grécia. Na Universíade, realizado em Zagreb em 1987, viram a equipe Jugoslava ganhar o ouro. Nos Jogos Olímpicos de 1988, a Iugoslávia e Petrović conquistaram o 2º lugar, perdendo para a União Soviética.