ペトロビッチは,クロアチア男子バスケットボール代表を3回コーチした. 1995年にユーロバスケットで3位,1999年から2001年にユーロバスケットで7位,2016年から2017年にかけて. 2016年3月23日,ペトロビッチは,ヘッドコーチとしてのキャリアで3度目のシニア男子クロアチア代表のヘッドコーチに任命された. 2016年8月,クロアチアは予選大会で驚異的な勝利を収め,2016年夏季オリンピック大会に参戦した.
イタリアのトリノで オリンピック決勝では,クロアチアがセルビアに準決勝で敗れた. 2017年9月15日,ユーロバスケットの16強でロシアに敗れた後,ペトロビッチはクロアチアのベンチを辞任した.