Петров скончался в ночь на вторник в возрасте 69 лет. Похороны прошли в четверг на Федеральном военном мемориальном кладбище в подмосковных Мытищах. Церемония прощания с хоккеистом прошла ранее в Ледовом дворце ЦСКА имени Всеволода Боброва. Проститься с Петровым пришли представители спортивной общественности, руководство Континентальной хоккейной лиги, Федерации хоккея России, ЦСКА, а всего церемонию прощания посетило, по сообщению пресс-службы хоккейного клуба ЦСКА, около пяти тысяч человек.
«Это очень тяжелая потеря для ЦСКА. Владимир Петров был настоящим офицером, он искренне любил и все победы посвящал нашему спортивному движению. В Вооруженных силах России принято решение об увековечивании памяти Петрова: в его честь будет названа одна из детско-юношеских школ олимпийского резерва ЦСКА, также регулярно будут проводиться памятные мероприятия с целью увековечивания великих достижений Владимира Петрова. Главная задача - добиться непрерывности в системе подготовки, укрепить преемственность во всех видах спорт», - сказал Барышев.
Двукратный олимпийский чемпион, девятикратный чемпион мира и 11-кратный чемпион СССР Владимир Петров выступал в ЦСКА и сборной страны в тройке с Валерием Харламовым и Борисом Михайловым, он занимает четвертое место по количеству заброшенных шайб в истории советского и российского хоккея. В составе сборной СССР Петров принимал участие в Суперсерии 1972 года.