Vitaly Aleksandrovich Petrov nasceu em 8 de setembro de 1984 em Vyborg, na Rússia, e é conhecido em seu país como "Vyborg Rocket".

Depois de passar pelas Fórmulas Renault e F3000, Petrov entrou para a GP2 em 2006, pela David Price, e disputou a temporada seguinte pela Campos. Permaneceu na categoria até 2010, quando foi apresentado como segundo piloto da Renault, ao lado de Robert Kubica. Tornou-se, assim, o primeiro piloto russo da Fórmula 1.

O piloto chamou a atenção no GP da Malásia ao ser ultrapassado pelo campeão mundial Lewis Hamilton e dar o troco na curva seguinte, em bela ultrapassagem. Porém, por problemas de câmbio, teve que abandonar a corrida.

Seus primeiros pontos vieram no GP da China, quando chegou em sétimo lugar. Fez a volta mais rápida no Grande Prêmio da Turquia e terminou a temporada em 13º lugar.

O destaque do ano foi ter segurado Fernando Alonso por várias voltas na decisão do Mundial, em Abu Dhabi, quando Sebastian Vettel conquistou o título. O espanhol ficou com o vice.

Petrov abriu sua segunda temporada com um pódio logo na primeira etapa do ano, no GP da Austrália, mas sua Renault perdeu terreno no decorrer do ano e seu melhor resultado desde então foi um quinto lugar no Canadá.

Preterido ao final do ano, foi confirmado apenas em 17 de fevereiro, após os primeiros testes da pré-temporada, como piloto da Caterham, substituindo Jarno Trulli.