Bij het uitbreken van de Spaanse Burgeroorlog koos Petrović ervoor om zich aan te sluiten bij de strijd aan de kant van de Spaanse Republiek en maakte zich samen met zijn vriend Sreten Dudić onder het pseudoniem Fernández García op weg naar Spanje. Bij hun aankomst werden de twee piloten naar Albacete gestuurd voor een trainingskursus van 26 dagen voordat ze naar het front werden gestuurd. Na deel te hebben genomen aan meerdere veldslagen, waaronder het Beleg van Madrid
, Petrović werd gedood op 12 juli 1937, dezelfde dag dat hij zijn vijfde bevestigde moord kreeg. Kort na zijn dood arriveerde zijn broer Dobre in Spanje en nam zijn plaats in het squadron in.