Petrosian oppnådde stormestertittelen i 2004, etter å ha sikret seg den siste påkrevde «stormester-normen» i den åpne Aeroflot-turneringen i Moskva det året. Samme år kom han på delt 2.-plass i junior-VM i sjakk i Kochi i India. Dette fulgte han opp med å komme på delt førsteplass i en rekke turneringer i de etterfølgende årene: I Teheran, Kish og Lausanne i 2005, i Lyon og Dubai i 2006 og i Chicago Open (i Wheeling, Illinois) og Las Vegas i 2008.