Petrusjevskaja ble født i Moskva. Krigsårene var vanskelige, og en tid bodde hun på et barnehjem i nærheten av Ufa. Senere vendte hun tilbake til Moskva, hvor hun studerte journalistikk ved Statsuniversitetet. Etter fullført utdanning jobbet hun som journalist og fra 1972 som redaktør i sovjetisk fjernsyn. Samme år fikk hun publisert sin første novelle i tidsskriftet Aurora og året etter ble hennes første teaterstykke satt opp på et studentteater i Moskva. Hun hadde imidlertid problemer med sensuren og det gikk mer enn ti år før hennes neste tekst ble publisert. Teaterstykkene ble gjerne tatt av plakaten etter noen få opptredener. Petrusjevskaja fortsatte imidlertid å skrive og fra midten av 1980-tallet ble det lettere å få satt opp teaterstykkene og fra 1988 kunne hun publiseres fritt. På 1990-tallet begynte hun også å eksperimentere med nye sjangre som poesi og kortprosa. Petrusjevskaja er også en anerkjent sanger.