Nichée dans la forêt des collines de laSerra dos Órgãos, dans la vallée des rivièresQuitandinha etPiabanha, Petrópolis est un lieu de villégiature estivale populaire. Outre son climat agréable et la beauté de la nature environnante, sa principale attraction est l'ancien palais d'été de l'empereur du Brésil, devenu lemusée impérial du Brésil, spécialisé en histoire impériale.
En1845, des fermiers allemands deRhénanie sont encouragés à immigrer et à s'installer sur les terres de l'Empereur, pour donner un cadre urbain plaisant aux environs du palais. La colonie de Petrópolis, officiellement fondée le, devient une ville en1857. La route reliant la ville àRio de Janeiro est inaugurée en1928. Le projet urbain est réalisé par l’ingénieur Julius Friedrich Koeler.
Après l'avènement de la République et l'exil de la famille impériale en1889, la ville continue à jouer un rôle important dans l’histoire brésilienne. Elle est fréquemment choisie comme résidence d’été par les présidents de la république qui logent au Palais de Rio Negro, où fut signé en 1903 le traité de Petrópolis par lequel le Brésil a acheté le territoire de l’Acre à la Bolivie.
Les habitants desfavelas sont particulièrement vulnérables aux inondations et glissements de terrain. Ainsi, en 1988, 171 personnes trouvent la mort lors de glissements de terrain. Des inondations font plus de 900 morts en 2011 et plus 200 morts en 2022[3].
Petrópolis a été la dernière résidence deStefan Zweig et de sa deuxième épouse, Lotte (Elisabeth Charlotte Altmann), qui s'y sont suicidés en1942[5]. Il est prévu de faire de cette maison, laCasa Stefan Zweig, un musée.