Petrucciani zenészcsaládban született az Avignon közeli Orange városában, olasz származású édesapja és két testvére is gitározott. A kis Michel ritka genetikai betegséggel jött a világra: "üvegcsontúságban" szenvedett, azaz szervezete nem építette be a kalciumot. Emiatt mindössze 110 centire nőtt, felnőttként is alig nyomott 30 kilogrammot (a legenda szerint előfordult, hogy menedzsere egy bőröndben csempészte be szállodai szobájába, hogy spóroljon a költségeken). Egészsége gyenge volt, sokat betegeskedett.

Négyévesen határozta el, hogy zongorista lesz, amikor a televízióban meglátta-hallotta Duke Ellington játékát. Szülei először egy játékzongorát adtak neki karácsonyra, amit a csalódott Michel egy kalapáccsal rögvest szét is vert, mondván: ő igazi hangszert szeretne. Meg is kapta, s míg kortársai szabad idejükben játszottak, ő naponta hat-nyolc órát gyakorolt. Kezdetben a családi zenekar tagjaként lépett fel, első nyilvános koncertjét 13 éves korában adta egy fesztiválon. Ekkoriban apja és testvére gyakran ölben vitte a zongorához, mert a fiú még ezt a távolságot sem tudta önállóan megtenni. Petrucciani kis termete miatt később is egy különleges szerkezetet kellett a pedálokra rögzíteni, hogy azokat lábaival elérje, keze ugyanakkor átlagos méretű volt, így az nem hátráltatta a játékban.

Petrucciani nyolc évig klasszikus zenei tanulmányokat folytatott. Érdeklődése fokozatosan fordult a jazz felé, elsősorban azért, mert szeretett improvizálni, és komponálni is akart. A klasszikus képzést soha nem bánta meg, szavai szerint így tanulta meg a fegyelmet és a zongorajáték technikáját. Első felvételét 17 évesen készítette, egy év múlva már Franciaországban turnézott, s fellépett a Párizsi Jazzfesztiválon. 1982-ben az Egyesült Államokba költözött, ahol már a világ legjobb jazz-muzsikusaival dolgozott

Ő volt az első francia jazz-zenész, aki szerződést kapott a legendás Blue Note kiadótól, itt hat lemeze jelent meg. Harmincéves korában készített, egyik zenei inspirálója előtt tisztelgő Promenade With Duke című albuma elnyerte az év jazzlemeze címet. Hatalmas sikert aratott Prix d'Excellence című albuma is, amelyet a veterán George Lloyddal rögzített, valamint a Wayne Shorterrel felvett koncertje. 1997-ben szólókoncerten turnézott Németországban, Olaszországban és Franciaországban, a különleges tehetségű zongoravirtuóz 1997. február 27-i frankfurti koncertjét a Dreyfus kiadó dupla lemezen rögzítette.

Petrucciani kivált az intim hangulatú zenéket kedvelte, a világ legelőkelőbb színpadain kívül rendszeresen fellépett szűkebb hazája, a Montparnesse vidék egy-két még meglévő "zenekocsmájában", ahol barátaival örömzenélt a betérő látogatóknak. Szóló fellépései mellett számtalan formációban is játszott. Petrucciani keze csodálatos lendülettel és lelkesedéssel száguldott a billentyűkön, egy francia szaklap úgy jellemezte, mint "lírikus és virtuóz" zenészt.

Petrucciani, aki 1994-ben megkapta a francia Becsületrendet, 1999. január 6-án halt meg New Yorkban. Párizsban, a Pére Lachaise temetőben helyezték örök nyugalomra.