Vitali Aleksandrovitsj Petrov (Russisch: Виталий Александрович Петров) (Vyborg, 8 september 1984) is een Russisch coureur. Hij draagt de bijnaam Vyborg Rocket. Petrov was de eerste Russische coureur in de Formule 1.
In 2010 en 2011 was Petrov coureur bij het Renault F1 Team. Hij werd hier na twee seizoenen ontslagen. Een maand voor de start van het Formule 1-seizoen van 2012 werd bekend dat hij Jarno Trulli mocht vervangen bij Caterham.