Η Πετρούπολη είναι προάστιο στο βορειοδυτικό τμήμα του λεκανοπεδίου της Αττικής. Βόρεια και νότια της πόλης βρίσκονται οι δύο κορυφές του πανέμορφου Ποικίλου όρους. Γεωγραφικά ο δήμος τοποθετείται Α/ΝΑ της Ελευσίνας, Ν της Αττικής Οδού, Δ της Λεωφόρου Κηφισού και της Αθήνας. Οι βασικές οδοί (25ης Μαρτίου, Ανατολικής Ρωμυλίας και Περικλέους) συνδέουν την πόλη με το Ίλιον και το Περιστέρι. Δύο είναι οι θεωρίες για το πώς η πόλη μας πήρε την ονομασίας Πετρούπολης.

Σύμφωνα με την πρώτη η πόλη έχει πάρει το όνομά της από την πέτρα («πόλη της πέτρας») καθώς το υπέδαφος είναι βραχώδες και στο παρελθόν λειτουργούσαν στην περιοχή αρκετά λατομεία (νταμάρια). Όμως η επικρατέστερη, θεωρία είναι ότι ονομάστηκε έτσι προς τιμήν του Πέτρου Γιάνναρου, ιδρυτή της αθηναϊκής εφημερίδας «Εσπερινή». Κι αυτό γιατί στη δεκαετία του ’30, όταν εκδότης της εφημερίδας «Εσπερινή» είχε αναλάβει ο γιος του Πέτρου Γιάνναρου, Αλέξανδρος, μέσω της εφημερίδας δίνονταν κουπόνια για την απόκτηση οικοπέδων στην περιοχή που είναι σήμερα η κεντρική και η άνω Πετρούπολη. Παλαιότερα η Πετρούπολη αποτελείτο από δασικές, αγροτικές και κτηνοτροφικές εκτάσεις. Η αστική εξέλιξη της περιοχής αντικατέστησε τις αγροτό-κτηνοτροφικές εκτάσεις τις αρχές της δεκαετίας του 1950 και συνεχίστηκε μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990. Σήμερα η δόμηση της περιοχής συνεχίζεται, αλλά είναι πιο περιορισμένη. Η αφορμή της αστικής εξέλιξης της πόλης υπήρξε η διανομή αγροτεμαχίων από την εφημερίδα «Εσπερινή» στους αναγνώστες της μέσω κουπονιών.

Σήμερα το ανατολικό και κεντρικό κομμάτι του δήμου είναι πιο αστικοποιημένο.  Το βραχώδες τοπίο του Ποικίλου όρους με λίγους θάμνους και χαμηλά δέντρα βρίσκεται στα δυτικά και στα βόρεια. Η εξόρυξη ήταν συνηθισμένη στο δυτικό τμήμα από τη δεκαετία του 1960 μέχρι μερικές δεκαετίες αργότερα. Ένα από τα εγκαταλελειμμένα ορυχεία που βρίσκεται περίπου 1 χμ. βορειοδυτικά μετατράπηκε σε πάρκο, και αρκετά έγιναν αθλητικές εγκαταστάσεις.

Το Φεστιβάλ Πέτρας πραγματοποιείται κάθε χρόνο στο παλιό λατομείου «Αίμος», που μετατράπηκε στο Θέατρο Πέτρας στις αρχές της δεκαετίας του ’80. Το Ποικίλον όρος (ή Ζαχαρίτσα) βρίσκεται κατά μήκος όλου του δήμου στη βορειοδυτική πλευρά του και η κορυφή του βρίσκεται βόρεια.  Στην πόλη υπάρχουν δεκάδες εθνοτοπικοί, πολιτιστικοί και αθλητικοί σύλλογοι που πολύ συχνά είναι φορείς εκδηλώσεων στην πόλη. Μερικοί από αυτούς είναι οι Σύλλογοι Ποντίων, Κρητών, Ρουμελιωτών, Ηπειρωτών, Πελλοπονησίων, Μυτιληναίων, ο Άρης Πετρούπολης, η Αναγέννηση, ο Κεραυνός, η Ειρήνη, η Ολυμπιάδα, ο σκακιστικός όμιλος Δίας κ.α. Από τον Αναπτυξιακό Σύνδεσμο Δυτικής Αθήνας (Α.Σ.Δ.Α.) έχει ανακοινωθεί επισήμως πως ο Δήμος Πετρούπολης είναι ο πιο ανεπτυγμένος δήμος της δυτικής Αθήνας.

Στα υπέρ του Δήμου είναι η άριστη ρυμοτομία του (από τις καλύτερες της Αθήνας) και η μικρή του απόσταση από το Ποικίλο Όρος, που είναι και ο πνεύμονας της  περιοχή. Σύμφωνα με στοιχεία της Δ.Ε.Η., το 1991 ο πληθυσμός του Δήμου της Πετρούπολης εκτιμάτο στους 47 χιλιάδες και το 2001 στους 65 χιλιάδες κατοίκους. Σήμερα υπολογίζεται ότι ο πραγματικός πληθυσμός του Δήμου Πετρούπολης αγγίζει τους 80 χιλιάδες κατοίκους.