Michael Petroni, australiano di origine, si è trasferito a Los Angeles per studiare sceneggiatura all'American Film Institute (AFI) Conservatory diplomandosi nel 1996. Ancora all'AFI, ha scritto la sua prima sceneggiatura, Till Human Voices Wake Us, che ha diretto nel 2002. Il copione originale ha vinto il premio AFI per la Sceneggiatura dell'anno, e il premio WGA/Scenario Magazine per la migliore nuova sceneggiatura del 1996. Ha ottenuto anche una candidatura dal Film Critics Circle d'Australia.
Dopo l'ottimo debutto, Petroni ha co-sceneggiato la produzione di Jodie Foster The Dangerous Lives of Altar Boys; La regina dei dannati (Queen of the Damned del 2002,dal romanzo di Anne Rice); e Possession. Attualmente è impegnato con Il rito, che sarà diretto da Mikael Hafstrom. Tra gli altri progetti in sviluppo: The Long Green Store; The Book Thief; e Afterlife. Petroni ha creato la serie ABC-TV Miracles, scritto e diretto la commedia breve Boys Own Story e il film breve del 1998 Trespasses, prodotto da Sandra Bullock.
Prima di debuttare al cinema, Petroni ha lavorato come autore e attore di commedie per la televisione australiana, comparendo come il personaggio detto Psycho Bob nelle serie The Big Gig e DAAS Kapital.