Nach dem Abitur im Jahr 1958 begann Petri im selben Jahr ein Studium der Angewandten Kunst in Leipzig. 1961 bis 1963 arbeitete er als Theatermaler am Theater Stralsund und absolvierte dort eine Bühnenbildassistenz.
1963 begann er ein Pädagogikstudium in Dresden, das er 1967 abschloss. Danach arbeitete er fast zehn Jahre als Lehrer für Deutsch und Kunsterziehung in Espenhain bei Leipzig. Von 1976 bis 1980 war er Mitarbeiter an der Pädagogischen Hochschule Leipzig.
Seit 1980 arbeitete Petri freischaffend. Neben seinen lyrischen Arbeiten umfasste das Werk Kinderbücher, Nachdichtungen (vor allem englische und tschechische Lyrik), Herausgaben, Hörfunkbeiträge, Dokumentarfilmtexte sowie Grafiken und Buchgestaltungen. Seine Arbeiten wurden u. a. ins Polnische, Ungarische, Litauische, Flämische, Französische und Russische übersetzt. Die erste große Werkausstellung wurde 1990 in Mülheim an der Ruhr gezeigt. 2011 starb Petri während einer Operation in Berlin.[1]
Walther Petri war geschieden, hatte drei erwachsene Kinder und lebte zuletzt in Berlin. Seine Grabstätte befindet sich auf dem Dorotheenstädtischen Friedhof in Berlin.