Petrović geus ngalatih tim basket nasional Kroasia tilu kali: dina taun 1995 nalika maranéhna réngsé katilu di EuroBasket, antara taun 1999 jeung 2001 nalika maranéhna réngsé katujuh di EuroBasket 2001 jeung ti 2016 nepi ka 2017; dina 23 Maret 2016, Petrović diangkat jadi palatih timnas Kroasia senior pikeun katilu kalina dina karirna salaku palatih. Dina Agustus 2016 Kroasia junun ngahontal turnamén Olimpiade Usum Panas 2016 ku cara ngareuwaskeun turnamén kualifikasi
di Turin, Italia. Dina final Olimpiade, Kroasia éléh di saparapat final ti Sérbia. Tanggal 15 Séptémber 2017, sanggeus éléh ngalawan Rusia dina babak 16 di EuroBasket, Petrović mundur ti bangku cadangan Kroasia.