Et større felt kom samlet mot mål i Valdobbiadene etter å ha syklet 198 km på den relativt flate etappen fra Grado.
I dagens sprint hadde ikke Petacchi noen som dro opp spurten for ham, men han klarte likevel å dra i fra da det var 150 meter igjen til mål.
Han tok samtidig over sammenlagtledelsen i rittet.
Italieneren står dermed med 21 etappeseirer i Giro d' Italia. Han ble fratatt fem stykker etter at han ble tatt for doping.
Amerikaneren Tyler Farrar kom nærmest ham i mål, mens Francesco
Gavazzi tok tredjeplassen. Farrar har også annenplassen sammenlagt etter tre etapper, 8 sekunder bak mannen i rosa.
Velt
Briten Mark Cavendish mistet den rosa sammenlagttrøya etter at han var innblandet i en velt 10 km før mål. Lagkamerat i Columbia-laget, Edvald Boasson Hagen, forsøkte å hjelpe Cavendish tilbake i teten, men han orket ikke å tette luken.
- Det var en velt 10 kilometer før mål som både Mark Cavendish og jeg var innblandet i. Vi forsøkte det vi kunne med å ta inn det tapte, men det gikk ikke. Litt surt, men det er slik kan skje, sa Hagen.
Nordmannen kom i mål sammen med største feltet rundt et halvt minutt bak vinneren.
- Vi har ikke snakket noe om hvilken rolle jeg får framover. Jeg må vel kjøre for Michael Rogers og Thomas Lövkvist som ligger godt an i sammendraget, sa 21-åringen som fyller 22 år på selveste 17. mai.
Opp i fjellet
Neste etappe blir den første klatreetappen hvor man skal forsere først del av Dolomittene. Den eneste nordmannen på startstreken i årets Giro d'Italia tror at den rosa trøya igjen skifter eier.
Tirsdag går etappen fra Pavoda og man skal sykle 162 kilometer før målgang oppe på San Martino Di Castrozza. Man starter på 16 meter over havet og avslutter på 1466 meter.
Etapperittet Giro d'Italia på sykkel mandag:
3. etappe, 198 km Grado Valdobbiadene:
1) Alessandro Petacchi, Italia (LPR) 4.45.27
2) Tyler Farrar, USA (Garmin) samme tid.
3) Francesco Gavazzi, Italia (Lampre) s.t.
4) Dario Cataldo, Italia (Quick Step) s.t.
5) Damiano Cunego, Italia (Lampre) s.t.
6) Philippe Gilbert, Belgia (Silence-Lotto) s.t.
Sammenlagt (rosa trøye):
1) Petacchi 8.50.06
2) Farrar 0.08 min. bak
3) Michael Rogers, Australia (Columbia) 0.18
4) Thomas Lövkvist, Sverige (Columbia) s.t.
5) Lance Armstrong, USA (Astana) 0.31
6) Danilo Di Luca, Italia (LPR) 0.40.
Rittet avsluttes i Roma søndag 31. mai.