29-летний форвард перешел в «Металлург» в сентябре 2023 года в результате обмена с череповецкой «Северсталью».

В составе магнитогорской команды Петунин провел 219 матчей и набрал 113 очков, забросив 48 шайб и сделав 65 результативных передач.

Вместе с «Металлургом» нападающий стал обладателем Кубка Гагарина в 2024 году, а по итогам сезона-2025/26 завоевал бронзовые медали чемпионата КХЛ.

Всего за карьеру в Континентальной хоккейной лиге Петунин сыграл 507 матчей. На его счету 242 очка — 106 голов и 136 результативных передач.