Родился 29 апреля 1933 г. в г. Сталинграде. По окончании МГИМО долгие годы работал в системе МИД СССР. Его дипломатическая служба была неразрывно связана с многосторонней дипломатией. Начал работу дежурным референтом в Постпредстве СССР при ООН в Нью-Йорке. С 1961 г. работал в Отделе международных организаций и в секретариате Министра иностранных дел. В 1964–1971 гг. занимал различные должности в Секретариате ООН. В 1971–1978 гг. — на старших должностях в Управлении планирования внешнеполитических мероприятий. В 1979–1986 гг. возглавлял Отдел международных организаций МИД СССР.
В 1986 г. стал заместителем Министра, а в 1991 г. — первым заместителем Министра иностранных дел СССР. С 1992 г. — заместитель Генерального секретаря ООН, возглавлявший политический департамент Секретариата Организации. В 1993–2002 гг. руководил Европейским отделением ООН в Женеве, а также был генеральным секретарем Конференции по разоружению.
Неоднократно возглав­­лял делегации СССР/РФ на сессиях Генеральной Ассамблеи ООН и ее специализированных учреждений — ЮНЕСКО, МАГАТЭ и др. Участвовал в создании ОБСЕ.
В. Ф. Петровский внес значительный вклад в решение сложнейших дипломатических задач и отстаивание внешнеполитических интересов Родины. Был награжден орденами Трудового Красного Знамени, "Знак почета" и медалями.
Доктор исторических наук. Кандидат юридических наук. Выйдя на пенсию в 2003 г., Владимир Федорович стал главным научным сотрудником Института Европы РАН. Его перу принадлежит ряд монографий по мировой политике и международному праву.
Светлая память о В. Ф. Петровском, его высоком профессионализме и глубоком знании международной проблематики, целеустремленности и энергичности навсегда останется у знавших его коллег и друзей.

23 апреля в МИД России (зал № 503) состоится Вечер памяти Владимира Федоровича Петровского, бывшего первого заместителя Министра иностранных дел СССР и заместителя Генерального секретаря ООН. Проводят Совет ветеранов МИД России и Ассоциация российских дипломатов. Начало в 17 часов. Приглашаются все желающие.