Petra Weimer studierte Schauspiel an der Universität der Künste Berlin und in New York. Sie war Ensemblemitglied am Schauspielhaus Frankfurt und dem Badischen Staatstheater Karlsruhe. Als Gast war sie u.a. am Staatstheater Nürnberg, Schauspiel Bonn, in Grenoble und Privas/Frankreich, beim Niederösterreichischen Donaufestival, dem Steirischen Herbst und dem Theater Drachengasse in Wien. Sie arbeitete als Schauspielerin u.a. mit den RegisseurInnen Stephan Müller, Harald Demmer, Dietrich Hilstorf, Einar Schleef, Benjamin Korn, Ingo Waszerka, Stephan Bruckmeier, Jenke Nordalm, Eva Hosemann, Malte Keutzfeldt, Marcus Lobbes, Marie Bues, Renate Jett, Betty Hensel und Frank Heuel. Petra Weimer war Gründungsmitglied und gehörte zur künstlerischen Leitung des Healing Theatre Köln 1989-1999. 1999 – 2013 war sie Schauspielerin, Dramaturgin und Regisseurin am Theater Rampe in Stuttgart, u.a. künstlerische Leitung der deutsch-französischen Theaterschiene und des Autorenprojekts 6 and the city auf dem Stuttgarter Fernsehturm. Diverse Film- und Fernsehrollen. Kölner Theaterpreis 1991.

Am Zimmertheater Rottweil war sie als Martha in „Wer hat Angst vor Virginia Woolf“ von Edward Albee, als Winni in „Glückliche Tage“ von Samuel Beckett und in „Der Hundertjährige, der aus dem Fenster stieg und verschwand“ von Jonas Jonassen zu sehen. In „Wenn der Kahn nach links kippt setze ich mich nach rechts“ spielte sie Marie.