運動生涯
俱樂部生涯
早年經歷
彼得羅夫出生在蒙塔納，最初他在當地的PFC 蒙塔納隊踢球。在他18歲時，他被一位著名球探及教練迪米塔爾·佩內夫發現，並轉會去了索菲亞中央陸軍，轉會費是30,000歐元。他在1999年和中央陸軍一起贏得了保加利亞杯的錦標。
凱爾特人時期
凱爾特人隊使彼得羅夫開始在足球場上逐漸成名。當他第一次來到格拉斯哥時，他感到想家並且擔心無法適應在蘇格蘭的生活。不過在一年之後他就在一隊打上了主力。在2005年10月26日，彼得羅夫在凱爾特人對馬瑟韋爾的比賽中首次上演帽子戲法，這場比賽凱爾特人以5-0戰勝對手。
截止到2009年，他是蘇超聯賽排名第10位的射手（打入55球）。
阿斯頓維拉時期
凱爾特人隊在2006年4月拒絕了彼得羅夫提出的書面轉會請求，他當時正與阿斯頓維拉主教練，前凱爾特人主教練馬丁·奧尼爾商談轉會。2006年8月30日，彼得羅夫轉會至阿斯頓維拉，轉會契約為期四年，轉會費為650萬英鎊，並且未來可能增加到800萬英鎊。他的首場英超比賽是在2006年9月10日，阿斯頓維拉對西漢姆聯聯的一場比賽，比賽最終以1-1的比分結束。在2007年，彼得羅夫的球衣號碼從11號改為19號。
彼得羅夫代表維拉的首個進球是在2006年12月11日對謝菲爾德聯的一場比賽中打入的。他在2008年4月12日阿斯頓維拉對已經確定降級的德比郡的比賽中在球場中場位置處打入了一個非常漂亮的遠射進球，這是他在該賽季的第一個進球，在這場比賽中維拉以6-0取勝。該進球也被列入賽季最佳進球候選名單，這也是阿斯頓維拉自俱樂部成立以來的距離球門最遠進球紀錄。
球員時期在2008年至2009年賽季，彼得羅夫的表現有了很大提高，他也因此成為了一隊的主力隊員。 在2008年10月2日的一場阿斯頓維拉對利特克斯的聯盟杯賽事當中，彼得羅夫被首次任命為阿斯頓維拉的隊長，在這場比賽中他還攻入了一個進球。
2009年5月，在阿斯頓維拉的支持者進行的投票和阿斯頓維拉球員進行的投票中，彼得羅夫均被選為“年度最佳球員”。在2009年5月20日，他和俱樂部簽訂了一份新的為期四年的契約，這將使彼得羅夫在2013年之前都會留在阿斯頓維拉。
伴隨著阿斯頓維拉前隊長馬丁·勞爾森以及其繼任者加雷斯·巴里的離開，彼得羅夫已經成為阿斯頓維拉下一任隊長的熱門人選之一。在接受《Sunday Mercury》的採訪時，彼得羅夫表示能夠成為一家擁有悠久傳統和歷史的偉大俱樂部的隊長將會感到非常榮幸。
2009年至2010年賽季阿斯頓維拉到西班牙參加和平杯作為季前熱身賽，彼得羅夫不幸肩膀脫臼。
2012年3月底，在阿斯頓維拉0比3不敵阿森納的比賽後，彼德羅夫出現發熱症狀，並在30日的後續檢查中被確認患有急性白血病。 31日，彼德羅夫曾告訴保加利亞媒體，說他準備退役以更好地和病魔作鬥爭。 但他的經理人之後否認了退役的說法。
2016年6月23日，斯蒂利安·彼得羅夫宣布復出。
國家隊生涯
彼得羅夫在保加利亞國家隊在2006年10月12日，身為保加利亞隊隊長的彼得羅夫在27歲時宣布只要赫里斯托·斯托伊奇科夫繼續執教保加利亞國家足球隊，他將退出國家隊 。不過在2007年3月20日，他向斯托伊奇科夫作出道歉，並表示自己會重新作出選擇。但是彼得羅夫並沒能拿回自己的隊長袖標，迪米塔爾·貝爾巴托夫將成為保加利亞國家足球隊的隊長。
生涯數據
| 賽季 | 俱樂部 | 號碼 | 出場 | 進球 | 國家 | 聯賽等級 | 排名 |
| 2010/11 | 阿斯頓維拉 | 19 | 14 | 1 | 英格蘭 | 1 | 8 |
| 2009/10 | 阿斯頓維拉 | 19 | 37 | 0 | 英格蘭 | 1 | 6 |
| 2008/09 | 阿斯頓維拉 | 19 | 36 | 1 | 英格蘭 | 1 | 6 |
| 2007/08 | 阿斯頓維拉 | 19 | 28 | 1 | 英格蘭 | 1 | 6 |
| 2006/07 | 阿斯頓維拉 | 11 | 30 | 2 | 英格蘭 | 1 | 11 |
| 2006/07 | 凱爾特人 | 3 | 2 | 蘇格蘭 | 1 | 1 | |
| 2005/06 | 凱爾特人 | 19 | 37 | 10 | 蘇格蘭 | 1 | 1 |
| 2004/05 | 凱爾特人 | 19 | 37 | 11 | 蘇格蘭 | 1 | 1 |
| 2003/04 | 凱爾特人 | 19 | 35 | 6 | 蘇格蘭 | 1 | 1 |
| 2002/03 | 凱爾特人 | 19 | 34 | 12 | 蘇格蘭 | 1 | 2 |
| 2001/02 | 凱爾特人 | 19 | 27 | 6 | 蘇格蘭 | 1 | 1 |
| 2000/01 | 凱爾特人 | 19 | 28 | 7 | 蘇格蘭 | 1 | 1 |
| 1999/00 | 凱爾特人 | 19 | 26 | 1 | 蘇格蘭 | 1 | 2 |
| 1998/99 | 索非亞中央陸軍 | 28 | 3 | 保加利亞 | 1 | 5 | |
| 1997/98 | 索非亞中央陸軍 | 10 | 0 | 保加利亞 | 1 | 3 |
轉會記錄
(註：轉會費單位為萬歐元)
| 開始日期 | 契約到期 | 轉會性質 | 轉會費 | 轉出球隊 | 轉進球隊 |
| 2006-08-30 | 2013-06-30 | 轉會 | 650 | 格拉斯哥凱爾特人 | 阿斯頓維拉 |
| 1999-07-29 | 2006-08-30 | 轉會 | 200 | 索非亞中央陸軍 | 格拉斯哥凱爾特人 |
| 1998-08-01 | 1999-07-29 | 簽約 | 未知 | 索非亞中央陸軍 |
