Cuando estalló la Primera Guerra Mundial en 1914, Petrović estaba al mando de las tropas que custodiaban la estación principal de ferrocarriles de Belgrado. En noviembre y diciembre de 1914, durante la tercera ofensiva austrohúngara en Serbia, Petrović fue oficial de personal en la sede del Primer Ejército comandado por "Armijski đeneral" (teniente general) Živojin Mišić. Durante su tiempo en esta posición, el Primer Ejército luchó en la Batalla de Kolubara
, una victoria decisiva para los serbios. En 1915, Petrović fue ayudante del jefe de personal en la sede de la División de Infantería "Timočka", y fue ascendido al rango de "potpukovnik" (teniente coronel). Entre diciembre de 1915 y febrero de 1916, después de la larga retirada del Ejército Real Serbio a través de Montenegro, comandó un campamento del ejército en Valona en Albania. Para el 10 de febrero de 1916, el Ejército Real Serbio había evacuado de Albania a la isla griega de Corfú, y allí se reagrupó.