Административным центром Петровского района является город Петровск.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. Петровский район образован 23 июля 1928 года в составе Саратовского округа Нижне-Волжского края. В его состав вошла часть территории бывшего Петровского уезда Саратовской губернии. С 1934 года район в составе Саратовского края, с 1936 года - в Саратовской области. В 1959 году в состав района вошла территория упразднённого Жерновского района с центром в селе Берёзовка. 1 февраля 1963 года город Петровск отнесён к категории городов областного подчинения. С 1 января 2005 года город Петровск и район объединены в муниципальное образование Петровский муниципальный район.