1961 erzielte Petrow bei der Internationalen Friedensfahrt drei Etappensiege. Er war bester Bergfahrer, 16. der Einzelwertung und wurde mit der sowjetischen Mannschaft Sieger in der Mannschaftswertung. Bei den UCI-Straßen-Weltmeisterschaften 1962 belegte er im Straßenrennen den 10. Platz.