Lęgi Okres lęgowy zazwyczaj zaczyna się pod koniec października lub na początku listopada, gdy ptaki wracają do kolonii. Niekiedy przesuwa się przez zalegającą pokrywę śnieżną, na przykład na Georgii Południowej. Na Wyspach Crozeta wysiadywanie obserwowano w styczniu i pierwszej połowie lutego, a odchów piskląt dalej do kwietnia. Gniazda umieszczone są na klifie, w zagłębieniach pod kamieniami lub w krótkich norach na miękkich pokrytych trawą zboczach. Samica opuszcza gniazdo blisko dwa tygodnie przed zniesieniem jaja, ale nim do niego wróci, samiec w nocy strzeże wejścia do gniazda, by nie zasypał go śnieg. Podczas kopulacji u petrelków antarktycznych jeden z ptaków (najprawdopodobniej samica) wydaje specjalny wysoki gwizd. W zniesieniu pojedyncze białe jajo. Inkubacja trwa 44–46 dni, młode jest w pełni opierzone po 45–55 dniach życia.
Status IUCN uznaje petrelka antarktycznego za gatunek najmniejszej troski (LC, Least Concern). W 2004 szacowano liczebność światowej populacji na około 50 milionów osobników.