Simeon Petrov 2000. január 12-én született a franciaországi Limoges-ban bolgár szülők gyermekeként. A helyi akadémián kezdett futballozni, majd 2018-ban a GFC Ajaccio együtteséhez, egy évvel később pedig a bolgár második ligában érdekelt Strumska Slava csapatához igazolt, ahol 13 mérkőzésen kapott szerepet és 2 gólt is szerzett.

2020 májusában csatlakozott a bolgár élvonalba frissen feljutott CSKA 1948-hoz, ahol a 2023/2024-es évad feléig összesen 82 mérkőzésen játszott, ezeken 3 gólt szerzett. Utolsó ott töltött szezonjában a nemzetközi porondon, a Konferencia Ligában is bemutatkozhatott.

2024 januárjában a Slask Wroclav gárdájához igazolt, a lengyeleknél eltöltött két félszezonban összesen 31 mérkőzésen lépett pályára és 4 gólt szerzett. A 2024/2025-ös szezonban négy Konferencia Liga-mérkőzésen is segítette csapatát.

2020 novemberében meghívták az U21-es bolgár válogatottba, ahol a 2021/2022-es Európa-bajnoki-selejtezősorozatban a válogatott egyik kulcsembere volt, az albánok elleni 4-0-s felkészülési mérkőzésen első gólját is megszerezte. Az U21-es bolgár nemzeti csapatban összesen 14 mérkőzésen lépett pályára.

A felnőtt válogatottban 2023. június 20-án, a szerbek elleni hazai 1-1-es Európa-bajnoki-selejtezőn mutatkozott be. 2023 novemberében ott volt a Magyarország elleni 2-2-es Eb-selejtező meccskeretében. 2024 óta egyre meghatározóbb szerepet vívott ki magának és több Nemzetek Ligája mérkőzésen is kezdőként számoltak vele nemzeti csapatában.