Ve svém rodném Hodoníně Petra Hřebíčková vystudovala Obchodní akademii. Ale touto cestou se vydat nechtěla. Proto pokračovala ve studiu na brněnské JAMU. První angažmá dostala v brněnském divadle Polárka, odkud dále putovala do Zlína, kde v Městském divadle výborně ztvárnila roli Maryši ve stejnojmeném dramatu, za kterou obdržela Cenu Thálie.
Její další působení se přesunulo do Prahy. Diváci ji zde mohli vidět v Divadle Na Fidlovačce nebo ve Státní opeře. V polovině roku 2010 Petra Hřebíčková začala vystupovat ve Švandově divadle.
Do povědomí veřejnosti se Petra Hřebíčková zapsala filmem Jiřího Menzela Obsluhoval jsem anglického krále. Roli dostala v dramatu Kawasakiho růže nebo v komedii Muži v naději. Její parketou se ale staly především televizní seriály, ve kterých ztvárňuje postavy křehkých žen. Je to např. Ulice, Kriminálka Anděl, Helena, Nevinné lži, Přístav, Rédl, Případy 1. oddělení nebo Svatby v Benátkách.
Hlavní role Petra Hřebíčková na filmovém plátně dostala v komediích Bezva ženské na krku, v níž volí mezi nevěrným manželem v podání Jiřího Langmajera a svérázem, jehož ztvárnil Ondřej Vetchý, a Štěstí je krásná věc, kde jí po boku stanul Karel Zima.
Herečka Petra Hřebíčková také velmi ráda zpívá, proto se nebrání ani muzikálovým rolím. Další její vášní je tanec. Jako malá chodila do baletu a pak volně přešla na latinsko-americké tance. Když si její sestra Monika založila taneční skupinu, s chutí se okamžitě přidala.
Petra Hřebíčková má dva syny a dceru s hercem Matějem Dadákem.