Площадь района составляет 2835 км² (3-е место). Район граничит на севере с Любанским районом Минской области и Октябрьским районом, на востоке — Калинковичским районом, на юге — Мозырским и Лельчицким и на западе — с Житковичским районами. Петриковский район располагается на западе Гомельщины с административным центром в городе Петриков. В 1924 году основана отдельная административная единица, а в 1938 году Петрикову было присвоен статус города.