Fue concebida de propio, para dar continuidad a la dinastía de Aragón. Tras morir el rey Alfonso I el Batallador sin descendencia, una serie de acontecimientos, llevaron a proclamar rey, al religioso Ramiro, hermano menor de Alfonso I. Ramiro II, apodado, el Monje, casó con Inés de Poitou, y de ese matrimonio nació el día 11 de agosto de 1136 la princesa Petronila. Un año más tarde se firman en Barbastro las capitulaciones matrimoniales (regulando la potestas regia) con el conde de Barcelona Ramón Berenguer IV. Las condiciones las puso Ramiro II, siendo aceptadas por Ramón Berenguer IV. Se zanjaban así los problemas de sucesión en el reino de Aragón. Ramiro II, se retiró a San Pedro el Viejo de Huesca, conservando para sí, el título de rey, e Inés de Poitou volvió a Francia. La princesa Petronila fue educada en la corte condal de Barcelona.

La boda de doña Petronila con Ramón Berenguer IV fue trece años más tarde, en el mes de agosto de 1150 en Lérida, al alcanzar la reina la edad requerida por el Derecho Canónico para el matrimonio, 14 años. En marzo de 1157 nacía en Huesca el primogénito de la pareja, Ramón Berenguer (que reinará con el nombre de Alfonso II en honor a Alfonso I). En 1162 con la muerte de Ramón Berenguer se convirtió en el primer rey de la Corona de Aragón, pues su madre abdicó en él el Reino de Aragón, uniendo así Aragón y los Condados Catalanes. Sus otros hijos fueron: Sancho de Provenza, Pedro, Leonor, Ramón Berenguer IV de Provenza y Dulcía de Barcelona (casada con Sancho I de Portugal).

Murió en Barcelona el 17 de octubre de 1174.