Для определения рода слова “петрозаводск” его необходимо поставить в именительный падеж единственного числа, получается форма: “петрозаводск” . Тогда в зависимости от окончания в слове “петрозаводск” можно определить род.
Слово “петрозаводск” употребляется в мужском роде (Потому как в начальной форме слова “петрозаводск” окончание [а], [я] или [ ] нулевое).Полный морфологический разбор Cуществительного “петрозаводск” находится по ссылке