Остров расположен между Невой, Кронверкским проливом, Ждановкой, Малой Невой, Карповкой, Малой и Большой Невками. Петроградский остров, так же, как и Васильевский, был известен задолго до основания Петербурга. В писцовых книгах земель Великого Новгорода он упоминается как Фомин остров по имени новгородского посадника, которому когда-то принадлежал. Существовало также финское название Койвусаари — «Березовый остров», Березовым его одно время называли и в России. После основания Петербурга остров стал называться Городским, так как именно здесь, под защитой Петропавловской крепости, появились первые постройки нового города. Тогда же остров именовался Троицким по находящемуся на нем собору Святой Троицы. В 1730-х годах остров получил название Петербургский.
Позднее центр города переместился на Васильевский остров. Основная застройка Петербургского острова началась только в XX веке после открытия Троицкого моста, а в 1914 году в связи с переименованием Санкт-Петербурга в Петроград появилось и нынешнее название острова. Часть Петербурга, расположенная на Петроградском, Петровском, Заячьем и Аптекарском островах, называется Петроградской стороной.