Petrov kwam achtste in de kwalificatie, maar ging uit na een botsing met Michael Schumacher. Het werd het derde contact tussen het paar in 2011, toen Petrov te betrokken leek te zijn bij het proberen Alonso op het lange rechte stuk voor bocht 3 te verslaan. Hij kreeg een straf van vijf plaatsen voor het incident op de openingswedstrijd, wat betekende dat hij de race vanaf de zestiende plaats moest beginnen. Hij eindigde de race als elfde, net voor teamgenoot Bruno Senna, en miste net de puntenposities. Na de 13de plaats in Abu Dhabi
In een interview op de Russische televisie viel Petrov zijn team aan, met als argument gebrek aan ontwikkeling, strategische fouten en kritiek op de coureurs door het teammanagement. Petrov verontschuldigde zich voor de uitbarsting met een e-mail aan alle Renault-medewerkers, waarbij Éric Bouiller beweerde dat de zaak was gesloten. Petrov eindigde het seizoen met een tiende plaats in Brazilië, maar met Adrian Sutil die zesde eindigde in de race, verplaatste Sutil zich voor Petrov naar de negende plaats in de finale stand van het kampioenschap.