Первое упоминание о селе относится к 1777 г. Основано оно было переселенцами – «поляками», так называли потомков старообрядцев, которые после раскола русской православной церкви во второй половине 17 в., уходя от преследования за старую веру, поселились на территории Польши. В 1760 г. Екатерина II издала Указ, запрещающий преследовать за веру, но предложила иноверцам переселение в Сибирь на новые земли, где требовались землепашцы.
По рассказам старожилов, заселение произошло к Петрову дню. В честь святых апостолов Петра и Павла селение начинает именоваться Петропавловским.
Первая мировая война, гражданская война не обошли стороной и Петропавловское.
В 1920 г. на территории села образуется Петропавловский сельский Совет рабочих, крестьянских и красноармейских депутатов.
По переписи 1926 г. с. Петропавловское значится в Михайловском районе с количеством хозяйств 527 и населением 3 197 человек, из общественных учреждений действовали сельсовет, школа, лавка.
На территории Петропавловского сельского Совета до 1950 г. действовали колхозы «Прогресс», «Красный партизан», «Сталинский натиск», «Путь крестьянина», «Горный Алтай», «Пролетарский труд», «Колхозная искра», «Колхозное знамя», «Новая жизнь», им. Калинина, им. Будённого.
С 15 января 1944 г. с. Петропавловское стало районным центром Петропавловского района.
В 1975 г. был открыт мемориальный комплекс воинам, погибшим в годы Великой Отечественной войны. На стене размещены мемориальные доски 232 погибших земляков.
В селе в разные годы работали комбинат бытового обслуживания, райпотребсоюз, заготконтора, столовая, межколхозстрой, хлебоприемный пункт, кирпичный завод, хладобойня.
В селе работают средняя школа, детский сад, районная больница и межпоселенческая библиотека, детская библиотека, детская школа искусств, детско-юношеская спортивная школа, районный краеведческий музей, районный Дом культуры, храм святых первоверховных апостолов Петра и Павла, редакция газеты «Ударник», сельскохозяйственное предприятие ООО «Агро-Альянс», охотничье-промысловое предприятие, почта, магазины.