Поселения на территории поселения известно с I тысячелетия нашей эры. При раскопках, которые проводились на территории поселения в начале XX века на территории нынешней деревни Ольховка, были выявлены могильники с языческими трупосожжениями и 9 древнекарельских жертвенных камней с лунками на поверхности, куда при ритуальных богослужениях стекала кровь жертвенных животных.
В XII — начале XVII века эти земли в составе Михайловского Сакульского погоста находились под властью Новгородского княжества и Русского царства. Впервые нынешний посёлок Петровский упоминается в Писцовой книге 1568 года под названием Петярвы (Сосновское озеро). Одна её часть являлась вотчиной Валаамского монастыря, а другая — Коневского.
Затем территория поселения являлась южной частью финской волости Саккола.
В 1939 году в деревнях Петяярви, Рюхмя и Ховинкюля, позже вошедших в состав нынешнего посёлка Петровское, насчитывалось 164 дома.
После Зимней войны территория поселения был образован Петяярвский сельсовет в составе Раутовского района Ленинградской области. После освобождения Карельского перешейка от финских войск в 1944 году сохранилось то же административное подчинение. В 1946 году посёлок Петяярви стал центром сельсовета и центральной усадьбой образованного совхоза.
1 октября 1948 года сельсовет переименован в Петровский — в память о Елизавете Павловне Петровой (1924—1944), старшем сержанте медицинской службы, погибшей на этой земле.
9 декабря 1960 года Сосновский район был упразднён, Петровский сельсовет передан Приозерскому району.
18 января 1994 года постановлением главы администрации Ленинградской области № 10 «Об изменениях административно-территориального устройства районов Ленинградской области» Петровский сельсовет, также как и все другие сельсоветы области, преобразован в Петровскую волость.
1 января 2006 года в соответствии с областным законом № 50-оз от 1 сентября 2004 года «Об установлении границ и наделении соответствующим статусом муниципального образования Приозерский муниципальный район и муниципальных образований в его составе» было образовано Петровское сельское поселение, в состав которого вошла территория бывшей Петровской волости.
