son till kyrkoherden Carl Daniel Edvard Petrén och Charlotte Göransson, äldste bror till Edvard, Alfred, Karl, Bror, Jakob, Gustaf, Viktor, Ebbe och Louise Petrén.
Petrén avlade mogenhetsexamen i Lund 1876, blev därefter där filosofie kandidat 1879, medicine kandidat 1884 och medicine licentiat 1888. Han var verksam som läkare i Malmö från 1888, var 1890-1912 biträdande provinsialläkare i Malmö distrikt och hade årliga förordnanden som förste provinsialläkare i Malmöhus län. Han var i Malmö även läkare vid två privata sinnessjukanstalter för kvinnor, Holmehus på Kärleksgatan i Södra Förstaden (1894-1914) och Katrinelunds vårdanstalt (från 1896). År 1898 tillträdde han även som fängelseläkare i samma stad.
Han medverkade i flera statliga utredningar och kommissioner, bl.a. utredningen om obligatorisk sinnesundersökning av vissa brottslingar (tillsammans med bl.a. brodern Alfred Petrén, 1908-09) och var ledamot av den stora strafflagskommissionen som leddes av Johan Thyrén 1916-23.
Han var ledamot av Malmö stadsfullmäktige 1899-1914, där han tillsammans med bl.a. Rudolf Fredrik Berg 1902 avgav en motion om inrättandet av en arbetsförmedling i staden, något som förverkligades 1905 som en av de första i Sverige. Petrén var bl.a. även verksam i styrelsen för Malmö stads spårvägar, där han var vice ordförande 1905-07 och ordförande 1908-25. År 1906 blev han verkställande direktör i AB Malmö Saltsjöbad. Han var en av stiftarna till Malmö läkareförening och ordförande i denna under tre perioder samt under många år ordförande i Malmö biblioteks- och föreläsningsförening.