Petrović Kroaziako gizonezkoen saskibaloi selekzio nazionala hiru aldiz entrenatu zuen: 1995ean EuroBasket-en hirugarren sailkatu zenean, 1999 eta 2001 artean 2001eko EuroBasket-en zazpigarren sailkatu zenean eta 2016tik 2017ra; 2016ko martxoaren 23an, Petrović izendatu zuten gizonezkoen Kroaziako selekzio nazionalaren entrenatzaile nagusi, bere entrenatzaile karreran hirugarren aldiz. 2016ko abuztuan, Kroaziak 2016ko Udako Olinpiar Jokoetara sailkatzea lortu zuen
Torinoko kanporaketa irabazita. Olinpiar finaletan, Kroaziak final laurdenetan galdu zuen Serbiaren aurka. 2017ko irailaren 15ean, Eurobasketeko zortzirenetan Errusiaren aurka galdu ondoren, Petrovićek Kroaziako aulkitik dimisioa eman zuen.