32-årige Petrov drabbades av feber efter Aston Villas match mot Arsenal och undersöktes av läkare. Under fredagen bekräftade experter diagnosen akut leukemi, och mer om Petrovs tillstånd kommer att klargöras inom den närmaste tiden, uppger Aston Villa på sin hemsida.
På twitter skriver lagkamraterna Darren Bent och Shay Given om sitt stöd för den bulgariske landslagsmannen som kom till Villa från Celtic 2006.
"Väldigt sorgliga nyheter om vår kapten Stan Petrov. Förhoppningsvis kommer han att bli frisk fort. Tänkarna går till honom och hans familj", skriver Bent på sin twitter.
"Är chockad över Stilijan Petrovs leukemi men vi är alla här för honom och hans familj. Ber till Gud att han gör en full återhämtning", skriver Shay Given på twitter.
Petrovs förre lagkamrat i Celtic, Neil Lennon som nu är manager för klubben, är bedrövad efter nyheten.
"Helt otröstlig angående Stilijan. Han kommer att överkomma detta likt alla andra barriärer han har stött på i sitt liv", skriver Lennon på twitter.