Петровск-Забайкальский район образован в 1926 году как "Петровско-Заводский", с 1962 года - Петровск-Забайкальский. В 2004-2023 годах на территории района существовало муниципальное образование "Петровск-Забайкальский район" (муниципальный район). Центром района был город Петровск-Забайкальский, который в муниципальном отношении составлял отдельное муниципальное образование со статусом городского округа. В 2023 году городской округ Петровск-Забайкальский и Петровск-забайкальский район объединены в Петровск-Забайкальский муниципальный округ (но в административно-территориальном делении Петровск-Забайкальский район сохранился).

Герб города утвержден исполнительным комитетом городского Совета народных депутатов 2 марта 1984 года (№74).

Геральдический щит разделен по-вертикали золотым монументом. В правой (левой от зрителя) части в красном поле сталелитейный ковш со струей металла; в левой части в лазуревом поле зеленый тепловоз на рельсах. В верхней части герба - название города.

Автор герба - О.А.Дереглазов

Ковш символизирует металлургию (город возник на месте поселка Петровский завод, славившегося чугуноплавильным производством). Тепловоз обозначает местоположение города на Транссибирской магистрали.

Использованы материалы книги Н.А.Соболевой "Гербы городов России"