Petrovičius buvo Kroatijos vyrų krepšinio nacionalinės komandos treneris tris kartus: 1995 m., kai jie užėmė trečią vietą EuroBasket, 1999-2001 m., kai jie užėmė septintą vietą 2001 m. EuroBasket ir 2016-2017 m.; 2016 m. kovo 23 d. Petrovičius buvo paskirtas vyresniųjų vyrų Kroatijos nacionalinės komandos treneriu trečią kartą savo trenerių karjeroje. 2016 m. rugpjūčio mėn. Kroatijai pavyko patekti į 2016 m. Vasaros olimpinių žaidynių turnyrą.
Įspūdingai laimėjo kvalifikacinį turnyrą Torine, Italijoje. Olimpinėje finalėje Kroatija ketvirtfinale pralaimėjo iš Serbijos. 2017 m. rugsėjo 15 d., po pralaimėjimo prieš Rusiją per 16 rungtynių EuroBasket, Petrovičius atsistatydino iš Kroatijos klubo.