Inicialmente denominada Alto Perimbó, é cercada pela Serra Geral. Em tupi-guarani Perimbó significa “buraco”. Habitada inicialmente por índios, foi colonizada por gaúchos e catarinenses procedentes do Planalto Serrano e, em 1915, por famílias de origem alemã vindas do sul do estado. Em 1934 foi constituída em Distrito Alto Perimbó, pertencente a Bom Retiro. Em 1938, com a denominação de Perimbó, passou a ser distrito de Ituporanga que, emancipada em 1962, recebeu o nome de Petrolândia em decorrência de pesquisas de petróleo realizadas no município.
Petrolândia possui diversidade de edificações históricas que representam a preservação cultural do município. A Represa Perimbó, em Faxinal do Tigre, é conhecida pelos seus atrativos naturais. As estufas de fumo espalhadas por seu interior, os moinhos de pedras com rodas d`água, os alambiques e as residências tradicionais são preservadas pela comunidade. O artesanato se apresenta de forma rústica, através de esculturas em madeira, de peças em taquaras, em lã de carneiro e em palhas de milho, além do artesanato em tecidos. A culinária típica, as conservas caseiras, os derivados do leite, a cachaça artesanal e o mel de abelha retratam a cultura do município.
