Белый цвет на флаге города символизирует чистоту и снег, так как зимы в Петрозаводске являются крайне снежными. Синяя волна обозначает расположение города на берегу Онежского озера, а также отражает то, что Петрозаводск называют портом пяти морей, так как он через систему рек и каналов имеет выход к Балтийскому, Белому, Каспийскому, Чёрному и Баренцеву морям.

Решение обновить герб города было принято после того, как Петрозаводску было присвоено почётное звание «Город воинской славы». Одной из основных целей нового герба было объединение символов, связанных с историей Петрозаводска, в одной эмблеме. Разработкой герба города занимались историк-геральдист Илья Емелин и художник Алексей Максимов.

Рука, держащая щит, символизирует защиту. Цепные ядра, активно использовавшиеся в XVII–XIX веках в береговой и корабельной артиллерии, отсылают к предприятиям по постройке и ремонту судов, а также к заводам, изготавливающим корабельные и крепостные пушки и ядра к ним. Перекрещённые молоты в нижней части герба отсылают к железоделательным заводам, которые были расположены в Петрозаводске и способствовали развитию города.

Изображённая на полной версии герба корона и взятый с герба Карело-Финской ССР национальный орнамент на ней символизируют то, что Петрозаводск является столицей Республики Карелия. Присвоенное Петрозаводску звание «Город воинской славы» отражают мечи, расположенные за короной. Щит окружен лентой ордена «Трудового красного знамени», которым Петрозаводск был награждён в 1978 году. Роли щитодержателей на гербе города играют кузнец и гвардеец времен Петра Первого. В руках щитодержателей находятся знамёна с историческими гербами города. Основой девиза изображённого на ленте в нижней части герба послужили слова генералиссимуса Александра Суворова «Петрозаводск знаменит!». Скопление камней в нижней части герба не только символизирует природные богатства, но и отсылает к названию города и имени его основателя Петра Великого, так как камень в греческом языке обозначается словом «петра».