Petkov dilahirkan pada 17 April 1980, di Plovdiv. Beliau memiliki Ijazah Sarjana Muda Perdagangan dalam bidang kewangan dari Universiti British Columbia di Vancouver dan Ijazah Sarjana Pentadbiran Perniagaan dari Universiti Harvard, di mana beliau disenaraikan dalam 10% teratas kelasnya.[1] Salah seorang pensyarahnya ialah Michael Porter, yang dengannya beliau mengkhususkan diri dalam pembangunan strategi kelompok.[2] Petkov ialah salah seorang pengasas Pusat Strategi Ekonomi dan Daya Saing di Universiti Sofia, bergabung dengan Universiti Harvard, di mana beliau telah mengajar kelas dalam pembangunan ekonomi dan mikroekonomi daya saing.[2][3]