Родился в 1783 году; воспитывался дома. В 1798 году поступил на службу в Ревельский пехотный полк и 30 ноября 1799 г. получил чин прапорщика, а затем был переведён в Полоцкий пехотный полк.
Состоя при Суворове, Петерсен участвовал в Итальянском походе; затем, в кампании 1806—1807 гг. против французов, был в битвах при Остроленке, под Пултуском, при Прейсиш-Эйлау. В 1808 г. участвовал в русско-шведской войне.
Прослужив в Полоцком полку до 19 апреля 1812 года, Петерсен с производством в майоры был переведён в Елецкий полк, но по распоряжению начальства в мае снова вернулся в Полоцкий полк.
7 августа 1812 г. Петерсен за отличие в сражении под Смоленском был награждён чином подполковника, а 10 ноября за сражение при Вязьме — орденом св. Анны 2-й степени. 27 января 1813 года он был назначен адъютантом к герцогу Александру Вюртембергскому, 28 мая «за прогнание неприятеля при вылазке из Данцига на все пункты» получил орден св. Владимира 4-й степени с бантом и прусский «Pour le m?rite», 23 августа за отличие же произведён в полковники, 28 сентября награждён алмазными знаками к ордену св. Анны 2-й степени и в том же году — орденом св. Владимира 3-й степени за точное и благоразумное исполнение многих важных поручений при осаде Данцига.
Назначенный 30 августа 1816 г. командиром Томского пехотного полка, Петерсен, однако полком командовал лишь до 27 октября того же года, так как по желанию герцога Александра Вюртембергского был оставлен в занимаемом им звании адъютанта, каковым и состоял до 19 марта 1820 г., когда состоялось его производство в генерал-майоры с назначением состоять при начальнике 14-й пехотной дивизии; 23 мая того же года он был назначен командиром 3-й бригады 7-й пехотной дивизии, а 12 декабря 1823 г. — той же бригады 1-й дивизии. Затем Петерсен командовал с 21 октября 1830 г. 2-й бригадой 3-й пехотной дивизии.
23 января 1831 г. был назначен военным начальником Белостокской области; в этом звании ему пришлось принимать деятельное участие в подавлении Польского восстания; однако уже 6 октября того же года он по лучил новое назначение — начальником 23-й пехотной дивизии, причём за отличие по службе был произведён в генерал-лейтенанты.
С 1835 г. Петерсон был начальником Омской области и затем, 22 января 1837 г. вышел в отставку и поселился в имении своем — сельце Забелье Новгородской губернии, где и умер 31 августа 1875 года; погребён на местном кладбище.
Кроме указанных выше наград, Петерсен имел золотую шпагу с надписью «За храбрость», полученную им за сражение 17 августа 1813 г., золотой крест за сражение при Прейсиш-Эйлау и орден св. Анны 1-й степени, пожалованный ему за неутомимую деятельность по званию военного начальника Белостокской области; также за беспорочную выслугу 25 лет в офицерских чинах ему 15 февраля 1819 г. был пожалован орден св. Георгия 4-й степени (№ 3396 по списку Григоровича—Степанова).
