Petitclerc nam voor het eerst deel aan de Paralympische Spelen in Barcelona in 1992, en kwam terug met twee bronzen medailles, het begin van een collectie die nu 21 Paralympische medailles omvat, waarvan veertien gouden. Vier jaar later, tijdens de Olympische Spelen in Atlanta
Ze won goud op de 100 en 200 meter en drie zilveren medailles op de 400, 800 en 1500 meter. Op de Olympische Zomerspelen van 2000 won ze twee gouden medailles, op de 200 m en 800 m, en twee zilveren medailles, op de 100 m en 400 m. Ze won drie gouden medailles (in de 100 m, 200 m en 400 m) en een brons (800 m) op het Wereldkampioenschap van 2002 en een goud op de Commonwealth Games van 2002 op de 800 m. Op de Olympische Zomerspelen van 2004 (waar rolstoelracen een tentoonstellingssport was) won ze de 800 m en ging ze door met een indrukwekkende prestatie met 5 gouden medailles op de Paralympische Zomerspelen van 2004. Toen ze in 2004 terugkeerde uit Athene, vertelde Petitclerc verslaggevers dat de Paralympische Zomerspelen van 2008 in Beijing haar laatste grote internationale bijeenkomst zouden zijn, maar dat ze nog een tijdje zou blijven trainen en racen. Voor haar prestaties in 2008 ontving ze de Lou Marsh Trophy als Canadese atleet van het jaar en de Bobbie Rosenfeld Award van de Canadese pers als Canadese vrouwelijke atleet van het jaar. Petitclerc werd ook bekroond met de Best Female award bij de Paralympic Sport Awards.