Petri Aarnio aloitti opintonsa Itä-Helsingin musiikkiopistossa Géza Szilvayn johdolla, minkä jälkeen hän siirtyi Sibelius-Akatemiaan Lajos Garamin oppilaaksi. Hän jatkoi opintojaan Dorothy DeLayn ja Joel Smirnoffin opastuksella New Yorkissa The Juilliard Schoolissa, jossa hän suoritti diplomitutkinnon.

Petri Aarnio toimii Radion Sinfoniaorkesterin ensimmäisenä konserttimestarina. Uusi Helsinki -kvartetin jäsenenä hän on ollut vuodesta 1990 lähtien. Aarnio soittaa myös pianotrio Ad Libitumin viulistina yhdessä sellisti Erkki Lahesmaan ja pianisti Naoko Shibayama-Aarnion kanssa. Hän on esiintynyt sekä kamarimuusikkona että solistina kotimaan lisäksi eri puolilla Eurooppaa, Yhdysvalloissa, Etelä-Amerikassa, Afrikassa, Kiinassa ja Japanissa. Hän on tehnyt opetustyötä vuodesta 1997 lähtien Sibelius-Akatemiassa.