Карьера. Январь – декабрь 2001 г. – главный юрисконсульт ОАО Государственный ощадный банк Украины (Киев). В этом же году совместно с партнерами Владимиром Гнатишиным и Сергеем Стасюком он основал в Черновцах юридическую фирму Justicia Service.

2001-2005 гг. – работа на руководящих должностях в департаменте правового обеспечения ОАО Ощадный банк Украины (Киев).

2006-2010 гг. – частная адвокатская практика. Также стал соучредителем ООО Заммлер Украина и ЗАО Адвокатская компания МЛГРУП.

С 2009 года был членом общественной организации и политической партии Фронт змін, входил в бюро партии и руководил юридическим департаментом.

Ноябрь 2010 г. – декабрь 2012 г. – депутат Киевского областного совета, член постоянной комиссии по вопросам законности, правопорядка и борьбы с коррупцией.

С 12 декабря 2012 г. – народный депутат Украины VII созыва от партии Всеукраинское объединение Батькивщина, №52 в списке. Секретарь комитета Верховной Рады по вопросам верховенства права и правосудия. На выборах был руководителем юридического департамента Объединенной оппозиции Батькивщина.

15 июня 2013 года, после объединения Фронта змін и ВО Батькивщина, был избран одним из заместителей лидера Батькивщины.

С 27 февраля 2014 года – министр юстиции в правительстве Арсения Яценюка.

Петренко является противником разрыва Харьковских соглашений с Россией. 1 апреля 2014 года Совет Федерации одобрил федеральный закон “О прекращении действия соглашений, касающихся пребывания Черноморского флота Российской Федерации на территории Украины”, в соответствии с которыми, в частности, Украина получала газ со скидкой в $100. На это Петренко заявил, что Украина не будет денонсировать соглашения с Россией по Черноморскому флоту, а также, что “если Россия в одностороннем порядке будет увеличивать цену на газ, мы также со своей стороны будем насчитывать ту цену, которая по существующей формуле является действительной, без учета этой денонсации, пусть россияне тогда попробуют в международных судах доказать свою правоту”.

По данным СМИ, Петренко является давним соратником бывшего премьер‑министра Арсения Яценюка. Сдружились они уже в университете, где вместе учились на юристов.

2 декабря 2014 года Верховная Рада одобрила новый состав Кабинета министров, в котором Петренко сохранил должность министра юстиции.

14 апреля 2016 г. парламент отправил в отставку премьер-министра Арсения Яценюка, поддержав на его место кандидатуру Владимира Гройсмана. В этот же день Рада утвердила новый состав Кабмина, в котором Петренко вновь занимает должность главы Минюста.

Регалии. Кандидат юридических наук (2014).

Доход. Согласно официальной декларации, общие доходы Павла Петренко в 2011 году составили 916 тыс. грн. Из них 755 тыс. грн. получены в результате отчуждения недвижимого и движимого имущества. Также ему принадлежит три земельных участка 29 000, 3 000 и 3 760 кв. метров и квартира площадью 102,1 кв. метров. Также у депутата есть два автомобиля – Toyota Sequoia 2008 года и Volkswagen Golf 2007 года выпуска. На его счетах в банках в 2011 году лежали 3 млн. 512 тыс. грн., номинальная стоимость бумаг составила 687 тыс. грн.

Семья. Холост. Детей нет. Есть мать и сестра. По словам сестры Оксаны, Павел увлекался шахматами. Занимался каратэ и боксом.