La cité se développe grâce au commerce sur la route de l'encens. Cet itinéraire terrestre historique partait du Yémen le long de la côte occidentale de l'Arabie et se divisait à Pétra en une branche nord-occidentale qui conduisait à Gaza, et en une nord-orientale en direction de Damas. L'eau et la sécurité ont fait de Pétra une halte pour les caravanes du sud de l'Arabie, chargées principalement de produits de luxe (épices et soie en provenance d'Inde, ivoire en provenance d'Afrique, perles de la mer Rouge et encens du sud de l'Arabie, entre autres produits hautement convoités). La résine du boswellia (l'« arbre à encens ») était convoitée dans le monde antique tout entier comme une offrande religieuse particulièrement précieuse, mais également comme médicament. Le commerce intermédiaire et des droits de douane produisaient d'importants profits pour les Nabatéens, qui donnaient aux caravaniers de l'eau et leur montraient où s'abriter la nuit - contre paiement.
Durant le règne du roi nabatéen Obas III de -30 à -9, le royaume connaît un important mouvement culturel. C'est à cette époque que la plupart des tombeaux et temples sont construits.
En 106, sans doute après la mort du dernier roi nabatéen Rabbel II, puisqu'il n'y a eu apparemment aucun combat, le royaume est annexé sur l'ordre de l'empereur romain Trajan par Cornelius Palma, gouverneur de Syrie. Pétra reçoit alors le titre honorifique de métropole (metropolis). Un peu plus tard, en 114, Pétra devient la base de départ pour les attaques romaines contre l'empire des Parthes en Iran, à l'est.
L'ouverture des routes maritimes à l'époque romaine porte un coup fatal à Pétra et aux Nabatéens en détournant les flux commerciaux de la ville. À compter de l'occupation romaine, quelques caravanes s'arrêtent encore à Pétra, mais elles deviennent plus rares au fil du temps, malgré la construction d'une route romaine de 400 km reliant Bosra, Pétra et le golfe d'Aqaba.
Selon la tradition arabe, Pétra est l'endroit où Moïse, lors de l'Exode du peuple israëlien d'Egypte, fit jaillir une source d'une pierre en la frappant avec son bâton. Ici se dégage l'importance du savoir hydrolique des Nabatéens, ainsi que l'importance du bâton pour les peuplades bédouine : le bâton est en effet signe de puissance car il peut s'avérer nécessaire pour la survie. Les bédouins se servent du bâton pour s'appuyer lors des pérégrinations, pour se défendre, pour se sortir des situations difficiles dans l'eau, pour creuser. Que serait un bédouin sans son baton ?
