Το Πετροχώρι έχει μακρόχρονη ιστορία που ακολουθεί την ιστορία της Μεσσηνίας και της ευρύτερης περιοχής της Πυλίας. Το χωριό από τον Μεσαίωνα και μετά, αναφερόταν σε διάφορες πηγές ως Petra Chorio, Petrocori, Petrehuri, Petrochorion.
Κατά την αρχαιότητα, η ευρύτερη περιοχή του Πετροχωρίου, αποτελούσε τμήμα του βασιλείου του Νέστορα στην αρχαία Πύλο, ή την "αμμουδερή Πύλο", όπως αναφέρεται στα ομηρικά έπη. Η περιοχή φαίνεται για γνωρίζει για πρώτη φορά ακμή στη μυκηναϊκή εποχή, όπου όλες οι παραλίες της περιοχής που έχουν μέτωπο προς το Ιόνιο, είχαν χρήση για ελλιμενισμό του στόλου του βασιλείου.
Η περιοχή του Πετροχωρίου διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στα χρόνια του Πελοποννησιακού πολέμου κατά τον 5ο αιώνα π.Χ., καθώς και κατά την περίοδο της Α' Ενετοκρατίας (13ο αιώνα και μετά) και στην περίοδο της Β' Ενετοκρατίας, μια εποχή όπου ήταν γνωστό το χωριό με το όνομα Πέτρο Χώρι (Petro Cori) και όλη η περιοχή ανήκε στη Δημοκρατία της Βενετίας, και ειδικότερα στο Κράτος της Θάλασσας, όπως είχαν ονομάσει οι Βενετοί τις θαλάσσιες κτήσεις τους.
Στη συνέχεια, μετά το 1715, όπου οι Τούρκοι ξαναγύρισαν στην περιοχή αφού έδιωξαν τους Ενετούς από την Πελοπόννησο, η περιοχή του Πετροχωρίου αναφερόταν στα οθωμανικά Τουρκικά ως Petrehur ή Petrehuri.
Τέλος, στο Πετροχώρι διαδραματίστηκε η Μάχη του Πετροχωρίου (25 Απριλίου 1825), όταν οι κάτοικοι της περιοχής πολέμησαν στο πλευρό του αγωνιστή Χατζηχρήστου Βούλγαρη εναντίον του Ιμπραήμ Πασά.
