Главной достопримечательностью здесь является сам районный центр - старинный купеческий городок на красавице Медведице. По легенде, именно в Петровске разворачивалось действие комедии Н.В. Гоголя «Ревизор». Быть может, поэтому одна из улиц Петровска носит имя Н.В. Гоголя. Сохранились в городе и старое здание больницы, и номера, в которых, по мнению петровчан, мог «проживать» г-н Хлестаков.
В районе есть и другие достопримечательности. Внимания туристов достойны православные храмы в селах Таволожка, Оркино, Мокрое. В селе Сосновоборское расположен интересный памятник истории и культуры – усадьба Устинова. 
А теперь обо всем по порядку. Самым крупным и старейшим поселением на территории Петровского района является г. Петровск. Он был образован в 1698 году по указу Петра I, и строился как город-крепость для защиты южных и юго-восточных границ государства. Петр побывал лично в этом месте только в 1707 году. Крепость была выстроена четырехугольной, ее со всех сторон окружала стена из дуба. Восемь башен, выполненных из тесанного дерева, располагались по периметру. При постройке внутри был устроен собор Петра и Павла, хоромные строения, конюшни, архив и амбары.
Первыми жителями Петровска были выходцы из Пензы, Саранска, Инсара, Мокшана и других мест, память о которых сохранилась до сих пор в названиях улиц: Пензенской, Инсарской и других. Прежде чем стать саратовским, Петровск был азовским (с 1708 года), астраханским (с 1717 года), казанским (с 1728 года).
Из города-крепости, сторожевого форпоста отдаленной окраины России Петровск постепенно превратился в торгово-промысловый центр. Городское население занималось хлебопашеством, для чего ему было отведено значительное количество земли.
Сегодня крупнейшим культурным учреждением города является районный Дом культуры, занимающий бывшее здание мануфактурного магазина Просянкина (построенное во второй половине XIX века), которое сегодня признано памятником архитектуры регионального значения.
Первое упоминание о Петровском краеведческом музее датировано мартом 1921 года, его официальное открытие состоялось 18 марта 1923 года. Первые экспонаты - предметы старины, картины и скульптуры, собранные во время экспедиции по уезду в 1919 году, и в настоящее время выставлены в художественном отделе музея. Сегодня здесь также можно увидеть редкие артефакты - кости древних животных (волосатого носорога, мамонта, древнего быка), оружие времен Петра I, документы и фотографии, а также богатую художественную коллекцию, включающую усадебную живопись.
Главным памятником Петровска является скульптура основателя города Петра I, установленная на привокзальной площади 12 июня 1995 года. Выполненное скульптором А. В. Дроздовым изваяние – копия памятников Петру в Таганроге и Архангельске.
Петровск является родиной Героя Советского Союза Ивана Васильевича Панфилова, которому здесь также установлен монумент. В доме, где жила семья будущего генерала, с 8 мая 1983 года размещается мемориальный музей.
Среди экспонатов музея парта, за которой в 1902-1903 годах учился десятилетний Ваня Панфилов, материалы, посвященные быту семьи Панфиловых и славному пути Панфиловской дивизии. На параллельной улице Советской находится старый корпус школы № 3, в которой учился юный Панфилов и которая сегодня носит его имя, а также памятник герою во дворе нового корпуса школы.
Архитектурный и исторический колорит современному Петровску придают построенные более 100 лет назад церковь во имя иконы Казанской Пресвятой Богородицы, церковь Покрова Пресвятой Богородицы, здания больницы, вокзала, пожарной части, городской администрации, которые находятся в хорошем состоянии и охраняются как памятники архитектуры XIX в.
Немалый интерес туристов-любителей купеческой архитектуры вызывает и здание земской больницы на улице Ломоносова, построенное в начале прошлого столетия. Это двухэтажное кирпичное здание с двускатной крышей и небольшими прямоугольными окнами, украшенными выступами из кирпича. Карниз здания украшен фризом из пилёной кирпичной кладки.
Не менее интересен с точки зрения архитектуры и железнодорожный вокзал, также построенный в начале ХХ века.
Церковь Казанской Божьей Матери имеет большую историю. В 1699 г. на ее месте была воздвигнута деревянная приходская церковь. Строительство каменного храма началось в 1865 г. и велось при деятельном участии купца Ф.А. Тургенева. В 1871 г. церковь была освящена во имя иконы Казанской Божьей Матери.
Покровская приходская церковь располагается в здании бывшего женского монастыря. Сохранились сведения, что в 1736 г. монастырь уже существовал и находился неподалёку от городской крепости. Со временем он был закрыт, а небольшая каменная церковь обращена в приходскую. Настоящий храм с колокольней построен в 1880 г. по проекту архитектора А.М. Салько.
Здание начальной школы в начале XX века строилось для духовного учебного заведения. После революции в нем размещалась школа №4, а в настоящее время – художественная галерея. Памятник выполнен из красного кирпича, по фасаду здания расположены арочные окна, обрамлённые геометрическим декоративным украшением. Витраж окон выполнен из дерева, повторяя в своём рисунке форму арочного окна.
Город, раскинувшись по обеим сторонам реки Медведицы, соединен по главной улице железным мостом, построенным в 1901 году. Мост выполнен из металлоконструкций в виде системы форм с параллельными полами, образующей пространственную структуру, которая обеспечивает жесткость конструкции моста. Этот мост, украшающий Петровск и по сей день, был приобретен в Управлении Рязано-Уральской железной дороги и по легенде первоначально предназначался для железной дороги по ветке Балашов-Ртищево.
Насколько эти сведения правдивы, уже невозможно узнать за давностью лет. Однако местные жители рассказывают, как однажды петровские купцы веселились в ресторации "Север". Душа просила подвигов, а мимо них как раз провозили в разобранном виде железный мост из Саратова в город Кузнецк, в ту пору входящий в состав Саратовской губернии. У петровчан взыграло самолюбие и им самим захотелось заполучить этот мост. И хотя проезжающие купцы заломили высокую цену, мост был куплен и затем подарен городу Петровску. И хотя конструкции были железными, но именно после этого случая, по версии петровчан, появилась поговорка "СтОит как чугунный мост". В настоящее время мост не эксплуатируется, но до сих пор считается памятником промышленной архитектуры начала XX века.
Если вы решите посетить Петровск, то обязательно также осмотрите здание духовного училища на улице Советская, построенное в 1879 г, Дом купца Тихонова (1872 г. постройки), Дом купца Иванова (1902 г.постройки) и усадьбу Устинова в селе Сосновоборское.
Неотъемлемой частью событийного туризма в Петровском районе сегодня является фестиваль "Петровская мотослобода", ежегодно проходящий в д. Гудошниково. В фестивале участвуют байкеры не только из Саратова и других регионов РФ, но даже из стран зарубежья. В рамках фестиваля проходят мотопробег по Петровску, рок-концерт; турнир по стрельбе из лука, соревнования по эндуро-кроссу (дисциплине мотоспорта и велоспорта), а также народные гулянья. В этом году фестиваль запланирован на 1 июня.
Летом отдыхающих в Петровске притягивает река Медведица, протяженность которой по территории района составляет 88,76 км. Другой природной достопримечательностью района является сосновый бор, первые деревья которого были посажены гимназистами в 1912 году. Отдых в районе будет интересен и любителям охоты. Животный мир местных лесов богат и своеобразен: здесь встречаются лось, кабан, косуля, енотовидная собака, белка, зайцы беляк и русак, куница, ласка, лесная соня, лесной или черный хорёк. Из птиц можно встретить тетерева-косача, кукушку, дятла, козодоя, дрозда, а еще пернатых хищников – сокола, ястреба, сойку, сову, филина и сыча.
Туристическая инфраструктура Петровского района
- «Алые Паруса» - г. Петровск г., ул. Ф. Энгельса, 93 в, тел: (84555) 2-54-92
- Кафе «Быль» - г. Петровск, ул. Куйбышева, 36, тел: (84555) 2-85-57
- Ресторан «Белый лебедь» - г. Петровск, ул. Фрунзе, 12, тел. (84555) 2-73-16
- Трактир «На Московской» - г. Петровск, ул. Московская, 8 а, тел. (84555) 2-77-78
Спортивная инфраструктура
- ФОК «Газовик» - г. Петровск, ул. Советская, д. 100
- Плавательный бассейн - г.Петровск, ул. Московская, 2 а.