1964 in Meschede im Sauerland geboren, wuchs in Ostberlin auf. Er studierte Regie an der Hochschule für Schauspielkunst „Ernst Busch“ in Berlin. 1988 übersiedelte er in die Bundesrepublik und arbeitete als Regieassistent am tat in Frankfurt/Main und an den Münchner Kammerspielen. Ab 1992 inszenierte er in Frankfurt / Oder und ab 1994 in Chemnitz. Von 1996 bis 1999 war er fester Regisseur am Schauspiel Leipzig und Oberspielleiter am Theater Nordhausen und von 1999 bis 2002 Schauspieldirektor am Staatstheater Kassel. Anschließend war er bis 2006 Hausregisseur am Schauspiel Frankfurt. Seit 2006 ist er Intendant am Maxim Gorki Theater Berlin. Als Bearbeiter von Film- und Romanstoffen gehört Armin Petras zu den meistgefragten Künstlern seines Fachs.
In einer Koproduktion mit dem Maxim Gorki Theater entstand in der Spielzeit 2009.2010 in Dresden und Berlin seine Inszenierung von Dürrenmatts „Der Besuch der alten Dame“.
Gemeinsam mit dem Dramaturgen Jens Groß schrieb Armin Petras die Bühnenfassung von „Der Turm“.