Rusa de nacimiento, Lyubov Petrova fue una 'Lindemann Young Artist, el programa de desarrollo de la Metropolitan Opera, que debutó en la compañía como Zerbinetta en Ariadne auf Naxos, un papel que retomó en las Óperas de Los Ángeles, París, Pittsburg, y Dallas; hará su debut en el teatro Real de Madrid con ese papel.
Otros referentes importantes son su papel de Elvira en I puritani, para la Ópera de Palm Beach; interpretaciones en la Ópera del Metropolitan de Oscar en Un ballo in maschera; Sophie en Der Rosenkavalier; Blonde en The Abduction from the Seraglio, y Adele en Die Fledermaus. Cantó Lucia di Lammermoor para la Ópera de Washington y regresó allá para el papel de Gilda en Rigoletto. Asimismo, estuvo en el Spoleto Festival USA con el papel protagonista de Lakmé y como Despina en Così fan tutte.
Regresó al Festival Glyndebourne con Betrothal in a Monastery de Prokofievs, y a la Ópera de Pittsburg con Roméo et Juliette. Se licenció en el Conservatorio Tchaikovsky en Moscú.