Petronio (in latino Petronius; ... – ...; fl. 364-365) è stato un patricius dell'Impero romano sotto il regno dell'imperatore Valente, di cui era suocero.
Era il padre di Albia Dominica, moglie di Valente, e comandante della legione comitatense dei Martenses. Quando il genero divenne imperatore, Petronio raggiunse immediatamente il rango di patricius, ma senza ricoprire una carica precisa.[1]
Ammiano Marcellino lo definisce «uomo deforme spiritualmente e fisicamente»,[2] e racconta di come, nella sua esazione dei debiti nei confronti dell'erario imperiale, condannasse sia innocenti che colpevoli al pagamento di ammende quadruple, con le quali si arricchiva, e che per questo era sommamente odiato, tanto che sia i provinciali che i soldati pregavano segretamente che fosse rimosso.[3] Nella tarda estate del 365 fu a capo della fazione che fece sostituire il prefetto del pretorio Salustio (compagno dell'imperatore Giuliano) con Nebridio.[4]
Sempre secondo Ammiano, attendeva il momento giusto per ascendere al massimo onore.[5] Quando Procopio si ribellò contro Valente, ottenne il sostegno delle popolazioni anche in odio a Petronio e alla sua amministrazione odiosa.[6]