Он выступал за Центральный спортивный клуб Армии с 1967 по 1981 годы на позиции центрфорварда в составе легендарной тройки нападения Михайлов-Петров-Харламов. За почти 15 лет в армейском клубе Владимир Петров стал двукратным олимпийским чемпионом (1972, 1976), серебряным призером Олимпийских игр (1980), 9-кратным чемпион мира (1969, 1970, 1971, 1973, 1974, 1975, 1978, 1979, 1981) и 11-кратным чемпион СССР (1968, 1970, 1971, 1972, 1973, 1975, 1977, 1978, 1979, 1980, 1981), 5-тикратным обладателем Кубка СССР (1968, 1969, 1973, 1977, 1979). Трижды становился лучшим снайпером чемпионатов страны (1970, 1973, 1979), четырежды — лучшим бомбардиром чемпионатов страны по системе «гол+пас» (1973, 1975, 1978, 1979).
Панихида началась с прощания родственников. После них к гробу подошла вся команда хоккейного ЦСКА во главе с гланым тренером Дмитрием Квартальновым, а также воспитанники армейской школы. Проститься с великим советским нападающим также пришли статс-секретарь — заместитель Министра обороны Российской Федерации генерал армии Николай Панков, начальник ЦСКА полковник Михаил Барышев, первые заместители начальника ЦСКА полковник Дмитрий Ларченков и подполковник Светлана Хоркина, заместители начальника ЦСКА полковник Артем Громов и подполковник Светлана Ишмуратова, а также десятки сотрудников ЦСКА и легенд армейского спорта.
На церемонии прошания присутствовали легендраные хоккеисты ЦСКА: Борис Михайлов, Вячеслав Фетисов, Игорь Ларионов, Сергей Макаров, Владимир Лутченко, Николай Толстиков, Павел Буре, Вячеслав Буцаев, Валерий Каменский и многие другие.
— Мировой хоккей потерял одного из лучших мастеров, а Россия — одного из достойнейших сыновей. Его имя всегда будет ассоциироваться со словом «победа», — сказал на церемонии прощания партнёр Петрова по легендарной «Красной машине» Борис Михайлов. — Он был человеком с характером. Мог спорить даже с великим тренером Анатолием Владимировичем Тарасовым, отстаивая свою позицию. И Тарасов ценил его за это. С ним было нелегко не только Тарасову, но и нам с Валерием Харламовым — его партнерам по звену. Но мы находили компромиссы.
Владимир Владимирович Петров похоронен на Федеральном военном мемориальном кладбище в Москве.
