Sezon 2014 rozpoczęła od porażki w eliminacjach do turnieju w Paryżu. Następnie, jako kwalifikantka, odpadła w pierwszej rundzie turnieju w Dosze, przegrywając 6:7(5), 5:7 z Peng Shuai. W Dubaju grająca z dziką kartą Pietrowa uległa 3:6, 2:6 Carli Suárez Navarro już w pierwszym meczu. Na początku marca wzięła udział w turniejach w Indian Wells i Miami. W pierwszym z nich oddała mecz z Silvią Soler Espinosą po kreczu przy stanie 1:1. W drugim najpierw wygrała z Urszulą Radwańską, a potem uległa Sabine Lisicki 6:3, 4:6, 4:6. W grze deblowej, wraz z Anastasiją Pawluczenkową osiągnęła półfinał turnieju w Dosze.
Ulubioną nawierzchnią Nadieżdy są korty twarde, ponieważ jest tenisistką grającą agresywnie. Lubi szybko kończyć piłki, nie przepada za dłuższymi wymianami.
W oświadczeniu wydanym na początku stycznia 2017 r. Petrova poinformowała o zakończeniu kariery zawodniczej. Powodem tego posunięcia jest trwająca od 2013 r. kontuzja biodra tenisistki. Petrova nie zamierza jednak całkowicie odstawić rakiety.