Rimasta ancora infante orfana di padre, assassinato forse per un intrigo politico il 13 febbraio 1667, seguì la madre a Roma nel convento di Santo Spirito dove fu incredibilmente fatta sposare a 10 anni non ancora compiuti, con il quarantenne Francesco Massimi, nobile romano e vice-castellano di Sant'Angelo: lo squallido matrimonio - che garantiva una protezione «eccellente» alla famiglia in cambio dei beni paterni e della serenità di Petronilla - fu reso possibile da una speciale licenza di papa Clemente X, parente dei Massimi. Quando anche il «canto» - la poesia alla quale si era dedicata per consolare la penosa condizione della sua vita - le fu impedito dal marito, e dopo aver messo al mondo tre figli il 16 novembre 1690 Petronilla decise di lasciare il marito ritirandosi in convento dove si dedicò agli studi e alla poesia.  Poteva così scrivere in un sonetto che:

«Mente capace d'ogni nobil cura
ha il nostro sesso: or qual potente inganno
dall'imprese d'onor l'alme ne fura?

So ben che i fati a noi guerra non fanno,
né i suoi doni contende a noi natura:
sol del nostro valor l'uomo è tiranno»