Petra Vitlov rođena je i odrasla u Zadru, gdje je završila osnovnu školu i gimnaziju. Na Medicinskom Fakultetu Sveučilišta u Zagrebu diplomirala je 2009. godine. Obvezni pripravnički staž odradila je tijekom 2009. i 2010. godine. Nakon toga položila je državni ispit i stekla dozvolu za samostalan rad. Od 2011. do 2015. radila je kao liječnica u Nastavnom zavodu za hitnu medicinu Grada Zagreba, a 2015. godine započela je specijalizaciju iz kardiologije u Kliničkoj bolnici Dubrava. Tijekom 2020. i 2021. godine liječila je bolesnike oboljele od bolesti Covid-19 u Primarnom respiratorno-intenzivističkom centru te kliničke bolnice. Specijalizaciju iz kardiologije završila je početkom 2021. godine te od tada radi kao specijalistica kardiologije u Zavodu za bolesti srca i krvnih žila. Uže polje stručnog rada i interesa su joj opća kardiologija, intenzivna i intervencijska kardiologija, kardiomiopatije te sportska kardiologija.
Odslušala je i položila sve ispite na poslijediplomskom doktorskom studiju „Biomedicina i zdravstvo“ Sveučilišta u Zagrebu, a trenutno se bavi izradom svoje doktorske disertacije iz područja sportske kardiologije.
Član je Hrvatskog kardiološkog društva (HKD) i Europskog kardiološkog društva (ESC). Aktivno je sudjelovala u više nacionalnih i međunarodnih stručnih kongresa i simpozija te je objavila više znanstvenih radova i kongresnih priopćenja.