Když v roce 1914 vypukla první světová válka, Petrović byl velitelem vojáků stráže hlavního železničního nádraží v Bělehradě. V listopadu a prosinci 1914, během třetí rakousko-uherské ofenzívy do Srbska, byl Petrović důstojníkem ve štábu první armády pod velením "Armijski đenerala" (generálporučíka) Živojina Mišića. Během jeho působení v této pozici bojovala první armáda v bitvě u Kolubary.
Rozhodující vítězství Srbů. V roce 1915 byl Petrović asistentem náčelníka štábu v ústředí pěší divize "Timočka" a byl povýšen do hodnosti "potpukovnik" (podplukovník). Mezi prosincem 1915 a únorem 1916, po dlouhém stažení královské srbské armády přes Černou Horu, velel vojenskému táboru ve Valoně v Albánii. Do 10. února 1916 byla královská srbská armáda evakuována z Albánie na řecký ostrov Korfu, kde se přeskupila.