Ему было 18 лет, когда он впервые стал чемпионом Риги. Потом еще дважды выигрывал чемпионаты латвийской столицы, дважды (в 1935 и 1937 годах) выигрывал первенство Латвии.

В составе сборной Латвии Петров был участником семи Всемирных шахматных Олимпиад, причем в 1931 году в Праге показал лучший результат на третьей доске – 11 очков из 16. Хорошо выступил он и на Олимпиаде в Буэнос-Айресе в 1939 году, набрав 13,5 очков из 19.
Петров успешно выступал в предвоенных международных турнирах. В Хельсинки в 1936 году он был первым, а в Кемери на следующий год поделил 1-3 места с Решевским и Флором. В 1939 году выиграл турнир в Росарио.

После того как Латвия вошла в состав СССР,  Петров принял участие в ряде всесоюзных соревнований. В чемпионате СССР 1940 года он занял 10-е место, а в чемпионате  Москвы 1941 года был вторым, как и в турнирах мастеров в Москве и Свердловске в 1942 году.

В июне 1941 года он был приглашен в Ростов-на-Дону на чемпионат СССР. Чемпионат прервала война, но вернуться домой Владимиру Петрову не удалось – его с группой латышских шахматистов сняли с поезда в районе Великих Лук. Петров был арестован и осужден решением особого совещания «за антисоветскую агитацию и пропаганду» на 10 лет лагерей. Место его гибели и захоронения до сих пор неизвестно. 

"Герои довоенных Олимпиад" - статья Дмитрия Кряквина о Владимире Петрове.