Nació en La Paz, pero a muy corta edad se fue a vivir a Eucaliptus. Allí trabajó para una compañía norteamericana junto a su padre,^[6]​ pero él murió cuando ella era muy joven, por lo que empezó a trabajar como cocinera.^[2]​ Más tarde se casó y durante su primer matrimonio tuvo un hijo llamado José Enrique y una hija llamada Alicia.^[7]​

"Las mujeres nos organizamos así: Nos defendemos, nos gestionamos".

   - Petronila Infantes

Una de sus más conocidas demandas en 1935 fue la lucha contra la prohibición de uso del tranvía a las cholas que comercializaban productos o realizaban el trabajo de culinarias, quienes utilizaban el servicio en la ciudad de La Paz para transportar alimentos y mercadería^[8]​. Según Infantes, la personas que defendían esta prohibición argumentaban: «que al subir [...] les rasgábamos las medias y les incomodábamos con las canastas».^[7]​^[9]​

Estas mujeres eran indígenas y mestizas, que vestían faldas tradicionales de pollera y sombreros de bombín. Muchas de las mujeres afectadas eran cholas y muchas trabajaban como cocineras, estaban cansadas de ser discriminadas y formaron el Sindicato de Trabajadoras Culinarias, compuesto exclusivamente por mujeres, como respuesta a las prácticas discriminatorias de las compañías de tranvías^[8]​. Infantes fue una de sus miembras fundadoras^[10]​^[11]​ Las compañías de tranvías tuvieron que anular la prohibición, debido a la presión pública. Sin embargo, la política no estuvo exenta de discriminación e Infantes recordó cómo en una conferencia en 1929, las mujeres de la clase alta boliviana que estaban presentes se opusieron a que las cholas hicieran una presentación^[9]​.

El trabajo del Sindicato de Obreras Culinarias condujo al reconocimiento de la profesión de cocinera, a la jornada laboral de ocho horas y a la provisión de guarderías gratuitas para las madres trabajadoras^[12]​. Su modelo fue adoptado por otros sindicatos exclusivamente femeninos, como el Sindicato de Mujeres Floristas, el Sindicato de Recoveras y el Sindicato de Viajeros al Altiplano^[12]​.

Fue la capacidad administrativa de Infantes la que permitió gran parte de la transformación de las doce en la Federación Obrera Femenina (FOF) en 1940^[12]​ y se convirtió en la líder de la FOF^[13]​. A lo largo de las décadas de 1940 y 1950, Infantes continuó coordinando el trabajo de la FOF^[13]​. En su punto álgido, la FOF estaba formada por más de sesenta sindicatos, con Infantes como figura clave^[14]​. Cuando Infantes fue detenida mientras protestaba, su hija pequeña fue colocada en la celda de la portería con ella.^[9]​

Organizaciones sindicales contemporáneas, como la Federación Nacional de Trabajadoras del Hogar de Bolivia, reconocen a Infantes como una de sus precursoras.