Його органічним середовищем в українській літературі стали неокласики, котрі, як і Петров, мали добру освіту й поєднували професійні наукові заняття з літературними. З Миколою Зеровим Петрова познайомив Павло Филипович у кінці 1918-го чи на початку 1919 р. Петров часто заходив до журналу «Книгар», що його редаґував Зеров, потім, у 1922—1923 рр., вони разом учителювали в Баришівській трудовій школі на Київщині. Пізніше обоє працювали в Академії наук. Згодом, уже після війни, Петров одружиться з удовою репресованого й розстріляного Зерова Софією. Найближчі стосунки пов’язували Петрова з Максимом Рильським. Із Филиповичем 1925 р. виношувався спільний проект видати збірку прози неокласиків. Зрозуміло, чому Юрій Шевельов пізніше назве Петрова-Домонтовича «шостим у ґроні».
Неокласики вийшли з середовища Київського університету, їхніми науковими школами були семінари професорів Володимира Перетца та Андрія Лободи. Тут, на історико-філологічному факультеті, у відділі слов’яно-російської філології (по закінченні Холмської гімназії 1913 р.) навчався Віктор Петров. Після закінчення університету в 1918 р. його було залишено при університеті як професорського стипендіата. Це означало, що він мав готуватися до посади професора російської мови й літератури. Він залишався стипендіатом до реструктуризації університету в Інститут народної освіти, яка відбулася 1920 р. Для заробітку викладав у двох київських навчальних закладах: російську мову — в гімназії Ремезова та українську мову й літературу — в учительській семінарії.
В університеті Петров брав участь у фольклористичному семінарі Андрія Лободи. Це до великої міри вплинуло на вибір першої наукової кар’єри в галузі етнографії і привело його в Етнографічну комісію Української Академії наук, якою так само керував академік Лобода. В ній Петров працював чи то від 1918-го, чи то від 1924 р. (і першу, й другу дату назвав сам Петров, який в автобіографічних довідках часто подавав про себе різну, подеколи взаємозаперечну інформацію). Через хворобу академіка Лободи і, звичайно, завдяки своєму адміністративному хистові Петров від 1927 р., по суті, керував усією роботою Етнографічної комісії, крім того, писав і публікував численні студії з етнографії, за які того ж 1927 р. отримав срібну медаль Всесоюзного географічного товариства.
Комісія провадила величезну роботу, випускала два періодичні видання, мала чимало працівників і тисячі кореспондентів по Україні. В кінці 20-х комісії велено було зосередитися на фольклорі радянських трудящих, будівників Дніпрельстану, наприклад, однак сам Петров працював над значно серйознішими темами: «Українські народні леґенди про неплідну матір та ненароджені діти», «Українські народні варіанти леґенди про злих жінок», «Міфологема сонця в українських народних віруваннях» тощо.
Паралельно він займався літературознавством, на початку 20-х написав низку вкрай цікавих досліджень про Григорія Сковороду, дещо пізніше — про Пантелеймона Куліша. 1929 р. у Збірнику Академії наук вийшло його фундаментальне дослідження «Пантелеймон Куліш у п’ятдесяті роки. Життя. Ідеологія. Творчість». За нього він 1930 р. отримав докторат від Академії наук, яка після ліквідації університетів дістала право надавати наукові ступені. Його опонентами були Перетц та Лобода.
Але найбільше в передвоєнні роки Петров займався археологією. Він часто виїжджав в експедиції. В широкому діапазоні його тодішніх археологічних зацікавлень на перше місце можна поставити дослідження й кодифікацію так званих «полів поховань» зарубинецької та черняхівської культур. Йдеться про могильники коло сіл Зарубинці та Черняхів на Київщині й аналогічні пам’ятки в інших місцях України, щодо походження яких (слов’янського чи германського) точилася наукова та ідеологічна полеміка. Під редакцією Петрова мав вийти багатотомний «Корпус» пам’яток культури «полів поховань». Війна не дала завершити проект, однак через двадцять років ці дослідження стануть фундаментом для його праці «Етногенез слов’ян».