У дорослому футболі дебютував 1991 року виступами за команду клубу «Добруджа». У перші два сезони Петков був запасним гравцем і зіграв лише в 6 матчах, але в наступні роки він вже був основним гравцем своєї команди. Загалом провів в рідній команді чотири сезони, взявши участь у 62 матчах чемпіонату.
Влітку 1995 року став гравцем софійського ЦСКА, де за 4,5 сезони зіграв 119 матчів і забив 16 голів в національному чемпіонаті. З ним Петков виграв національний чемпіонат і двічі національний кубок. У сезоні 1998/99 отримав нагороду «Гравець року в чемпіонаті Болгарії».
У січні 2000 перейшов в афінський АЕК, де двічі ставав володарем кубку Греції. У сезоні 2002/03 грав у Лізі чемпіонів, де АЕК залишився непереможним в групі з «Реал Мадридом», «Ромою» і «Генком», зігравши всі шість матчів внічию. Він залишає «чорно-чорних» влітку 2005 року. Після цього ще один сезон провів у іншому грецькому клубі «Атромітос», а у 2006—2008 роках грав у другому грецькому дивізіоні за «Ілісіакос».
З 2008 по 2010 роки грав за «Черно море» у вищій болгарській лізі, втім основним гравцем не був. На початку 2011 року повернувся в рідну «Добруджу», де того ж року завершив кар'єру футболіста.
