Petrov startet sin karriere i Botev Vratsa. Etter noen sesonger ble han plukket opp av storlaget CSKA Sofia. Etter to suksessfulle kamper i UEFA-cupen mot det sveitsiske laget Servette i 1998, ble han kjøpt av det sveitsiske laget for 1,2 millioner tyske mark.