Vitalijus Petrovas (g. 1984 m. rugsėjo 8 d.) – autosporto lenktynininkas iš Rusijos. Jis tapo pirmuoju rusu lenktyniavusiu „Formulėje–1“ – 2010 m. sezonui jis pasirašė sutartį su „Renault“ ekipa.
Savo lenktynininko karjerą Petrovas pradėjo 2001 m. „Lada cup“ čempionate. 2002 m. jis nugalėjo šiame čempionate, o vėliau dalyvavo įvairiuose automobilių čempionatuose – „Formula Renault“, „Euroseries 3000“, o nuo 2006 iki 2009 m. GP2 serijoje. Paskutiniais metais joje jis užėmė antrąją vietą ir tokiu būdu patraukė „Formulės–1“ ekipų dėmesį.