Ο Αθανάσιος Πετραλιάς κατέχει διδακτορικό τίτλο σπουδών στη Στατιστική και πτυχίο και μεταπτυχιακό στα Οικονομικά από το Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΟΠΑ).
Έχει διδάξει επί σειρά ετών σε προπτυχιακά και μεταπτυχιακά προγράμματα του ΟΠΑ και της Ιατρικής Σχολής Αθηνών. Έχει εργαστεί ως επιστημονικός συνεργάτης σε ερευνητικά Ινστιτούτα και Δημόσιους οργανισμούς όπως το ΚΕΠΕ και το Υπουργείο Ανάπτυξης. Κατά τη διάρκεια της περιόδου 2012-2014 ήταν μέλος της Ελληνικής ομάδας τεχνικών διαπραγματεύσεων με την Τρόικα.
Έχει συγγράψει μεγάλο αριθμό επιστημονικών άρθρων, βιβλίων και μελετών που αφορούν θέματα της Ελληνικής Οικονομίας, Χρηματοοικονομικών, Στατιστικής, Οικονομετρίας, και άλλων θεμάτων όπως η Μετανάστευση και η Δημόσια Υγεία. Σήμερα απασχολείται ως επιστημονικό προσωπικό στην Διεύθυνση Στατιστικής της Τράπεζας της Ελλάδας.