Odigrao je sedam utakmica za reprezentaciju SR Jugoslavije, uz postignut jedan gol.
Dejan Petković je rođen u porodici od oca Dobrivoja, saobraćajnog tehničara iz Niša, i majke Milene, građevinskog tehničara iz Petrovca na Mlavi, koji su se upoznali u Majdanpeku, gde su oboje stigli u potrazi za poslom, a mladi Dejan je fudbal krenuo da trenira u FK Majdanpek.
Njegova karijera je počela 1988. godine, igranjem u Radničkom iz Niša. On je postao najmlađi igrač koji je ikada igrao zvaničan meč u istoriji stare Jugoslovenska Prva liga, a debitovao je 25. septembra 1988 kada je imao 16 godina i 15 dana, protiv Željezničara iz Sarajeva, prestigavši rekord Mitra Mrkele za samo 1 dan. Radnički je na kraju osvojio 3 boda pobedivši 4-0. Petkovićev rekord su do sada samo oborili Slavko Perović i Danijel Aleksić. Do sada, Petković pomaže svom prvom klubu koji je zapao u tešku situaciju.
U julu 1992, Petkovića je kupila Crvena zvezda. Iako nije imao ni 20 godina, u Zvezdu je stigao sa reputacijom, kao vešt tehnički plejmejker. Zbog napuštanja kluba Dejana Savićevića, Darka Pančeva, Vladimira Jugovića i Siniše Mihajlovića, najvećih zvezda kluba u to vreme, u toku istog leta, mladi Petković je ubačen u prvi tim od strane novog trenera Milana Živadinovića, a odigrao je 30 ligaških utakmica i postigao 5 golova u svojoj prvoj sezoni u Beogradu.
Svoju karijeru u Crvenoj zvezdi završio je decembra 1995. (tri i po sezone), osvojivši dve titule prvaka Jugoslavije. Njegov transfer u Real Madrid je dogovoren već tokom leta iste godine, ali je Crvena zvezda odlučila da ga zadrži za vreme UEFA kupa u sezoni 1995/96., u kojoj je klub očkivao veliki povratak, nakon što im je konačno dozvoljeno da se takmiče na evropskoj sceni, pošto je klub prethodno imao sportske sankcije zbog uopštenih sankcija SR Jugoslaviji. Ipak, Crvena zvezda je izgubila od Švajcarskog kluba Nešatel Ksamaks u preliminarnoj rundi.
