Российский автогонщик, заслуженный мастер спорта, первый российский пилот, поднявшийся на подиум Гран-при «Формулы 1», пилот программы SMP Racing. В отличие от большинства профессиональных гонщиков, Виталий начал свою карьеру не с картинга, а с ралли-спринта и ледовых гонок, в которых дебютировал в 14 лет. В 2001 году он принимал участие в российском Кубке «Лада», а спустя год стал чемпионом этой серии. К 19 годам Петров участвовал в итальянской и британской Формуле-Рено 2.0, Еврокубке Формулы-Рено 2 и Евро Формуле-3000. В 21 год победил в двух российских сериях — кубке Lada Revolution и «Формуле-1600». В 2007 году Виталий провел сезон в серии GP2, отметим его победой в Валенсии. В этом же году принял частие в гонках серии «Ле-Ман» и заезде «24 часа Ле-Мана». Через год отметился подиумами в серии GP2 и стал бронзовым призером и неоднократно поднимался на подиум в гонках серии GP2 Asia.
В 25 лет Петров подписал контракт с командой «Рено» и стал ее боевым пилотом. В гонках серии «Формулы-1» он с ходу доказал, что его не зря зовут «Выборгской ракетой»: в дебютном заезде ему удалось отыграть 42 позиции на первом кругу — большего результата за последние 10 лет смогли добиться лишь легендарные Тимо Глок и Фернандо Алонсо. В первой гонке
сезона 2011 года в «Альберт-Парке» Виталий занял третье место, став первым в истории России пилотом, поднявшимся на пьедестал Гран-при «Формулы 1».