Село было основано между 1840 и 1860 годами[2]. Относилось к Царицынскому уезду Саратовской губернии. В 1861 году включено в Александровскую волость, в 1891 году передано в Ивановскую волость. Также было известно как хутор Тетерин, по фамилии бывшего помещика Тетерина[3].
В 1928 году село включено в состав Дубовского районаНижне-Волжского края, с 1934 года Сталинградского края (с 1936 года - Сталинградской области, с 1962 года - Волгоградской области)[4]. По состоянию на 1936 год село являлось центром Петропавловского сельсовета. В 1954 году Петропавловский сельсовет был ликвидирован (присоединён к Малоивановскому сельсовету)[5]
В 1964 году в соответствии Волгоградского областного Совета депутатов в Петропавловку были переселены жители хуторов Лепилкин и Марксист[6].
География
Петропавловка расположена в степи на западе Дубовского района в пределах Приволжской возвышенности, относящейся к Восточно-Европейской равнине, у левого берега реки Бердия[7], на высоте около 70 метров над уровнем моря. Местность имеет значительный уклон по направлению к водохранилищу. Рельеф местности холмисто-равнинный, местность имеет общий уклон к северу по направлению к реке Бердия[7]. Почвы - каштановые солонцеватые и солончаковые[8].
По автомобильным дорогам расстояние до областного центра города Волгограда составляет 120 км, до районного центра города Дубовка - 66 км, до административного центра сельского поселения села Малая Ивановка - 12 км[9].
