I september 2007 ble det rapportert at general Petraeus hadde opplevd alvorlige ryggsmerter, og at han kom seg gjennom Senatets høringer ved hjelp av Motrin, et legemiddel med det ikke-steroide, antiinflammatoriske virkestoffet ibuprofen. General Petraeus ble diagnostisert på et tidlig stadium av prostatakreft i februar 2009 og han gjennomgikk derfor to måneder med strålebehandling ved Walter Reed Army Medical Center. Behandlingen var vellykket. Den diagnostikk og den behandling han gjennomgikk den gang, ble ikke offentliggjort før i oktober 2009, fordi Petraeus og hans familie betraktet denne sykdommen som en personlig sak som ikke hadde betydning foe hans utførelse av de militære plikter.