Negli anni dell’infanzia comincia a cantare in un coro di voci bianche e per molti anni fa esperienza in gruppi vocali di vario genere, successivamente studia canto presso il Conservatorio di Livorno e l’Istituto Pontificio di Musica Sacra di Milano, perfezionandosi in musica antica con Alan Curtis.
Dopo alcune esperienze nel mondo della musica antica e operistica approda al rock nel gruppo pisano Senza freni, con il quale partecipa all’edizione 1995 di Arezzo Wave. Prende parte due volte al Festival di Sanremo, prima nel 1996 con la canzone E ci sei nella categoria Nuove proposte, poi tra i Campioni nel 1997 con il brano Voglio un dio.
Successivamente appare in numerose trasmissioni televisive (Tappeto volante, Aria fresca, Due come noi, Su le mani), partecipa alla tournée teatrale e a un film (Bagnomaria) di Giorgio Panariello, con il quale scrive e incide la canzone “Che natale sei”. Ha inciso due dischi a proprio nome (Petra Magoni, 1996 e Mulini a vento, 1997).
Nel 2003, grazie all’intuizione del trombettista marchigiano Roberto Piermartire, incontra Ferruccio Spinetti, all’epoca contrabbassista della Piccola Orchestra Avion Travel, dando vita al progetto Musica Nuda di cui uscirà l’omonimo disco nel 2004 classificandosi al terzo posto al Premio Tenco 2004 nella categoria Interpreti. Nello stesso anno insieme all’attrice e cantante Monica Demuru portano in scena lo spettacolo “AEDI - Sconcerto di canzoni ed epica”.
Nel 2005 partecipano al concerto del Primo Maggio nel set della Grande Orchestra Avion Travel. Nel 2006 esce un doppio album dal titolo “Musica Nuda 2” che include diverse collaborazioni. Con questo disco vincono ancora la targa Tenco nella categoria Interpreti, e nello stesso anno il premio “Miglior Tour” al M.E.I. Di Faenza.
Nel marzo 2009 Petra e Ferruccio aprono i concerti di Al Jarreau nel tour di quest’ultimo in Germania, il quale successivamente li ha invitati in persona a duettare con lui nella trasmissione “Concerto di Natale” in onda su Rai 2 la sera della Vigilia del 2010.
Nel 2011 per la Blue Note esce il disco “Musica Nuda – Complici”. A dicembre 2012 è stata voce solista nel concerto “Christmas in Jazz” tenutosi al Teatro Ambra Jovinelli di Roma con la Big Band di Massimo Nunzi. A gennaio 2013 sempre per l’etichetta Blue Note esce il disco “Banda Larga” dove Musica Nuda, nell'occasione del decennale, è accompagnata da una orchestra arrangiata e diretta dal maestro Daniele Di Gregorio.
Nel corso degli anni Petra ha collaborato (sia dal vivo che su disco) con molti musicisti italiani e non: Stefano Bollani, Ares Tavolazzi, Al Jarreau, Bojan Z, Erik Truffaz, Paolo Benvegnu’, Antonello Salis, Nicola Stilo, i Tetes de Bois, Morgan, Jaques Higelin, Ginevra di Marco, Avion Travel, Les Anarchistes, Massimo Ranieri, Sanseverino, Fausto Mesolella, Monica Demuru, Andy, Massimo Nunzi, Gianluca Petrella, Dj Gruff, Francesco Bearzatti, Luca Aquino, InventaRio, Ivan Lins, Fabrizio Bosso, Marco Moreggia, Paolo Fresu, Paola Turci, Donatella Rettore.
Nel 2020 collabora con Annalisa Minetti e Mario Biondi al progetto Nemico invisibile di cui il 20 aprile viene pubblicato il singolo Il nostro tempo; il ricavato viene devoluto ad Auser, associazione che, anche durante la pandemia di COVID-19 del 2019-2021 porta avanti iniziative di sostegno per le persone più fragili, sole e anziane.
Nel 2021 esce un nuovo album di cover, All of Us, in collaborazione con Ilaria Fantin che suona l'arciliuto. Si tratta di un viaggio eterogeneo nelle musiche di epoche, mondi e stili diversi, in cui Petra reinterpreta, con la sua solita eleganza e versatilità, pietre miliari della musica, come Nothing compares 2U, Feeling good, Smoke on the water, Ho visto Nina volare.