1941년 독일 엠덴 출생. 1960년 함브르그의 언스트 도이치 극장에서 연출보조로 경력을 시작한 그는 1966년 베를린영화학교(DFFB)에서 본격적인 영화수업을 받았다. 졸업후, TV연출을 시작하였고 1974년 첫 장편 영화 [Einer von uns beiden]로 데뷔하였으며 이 작품으로 그해 독일 영화제에서 신인감독상을 수상했다.
1981년 자신의 독일 시절 최고의 히트작이자 대표작인 영화 [U-보트]를 연출했다. 피터센 자신에겐 최초로 거대한 예산을 들여 제작된 이 영화는 자국은 물론, 독일군의 시점에서 바라 본 2차대전 이라는 새로운 경험을 전세계 관객들에게 체험케하며 놀라운 흥행성공을 거두었을 뿐 아니라 독일영화로는 사상 처음으로 아카데미 아카데미 감독상 후보를 비롯한 6개부문의 후보에 올랐다.
1984년 환타지 무비 [네버 앤딩 스토리]를 미국자본을 끌여들여 완성한 피터슨은 헐리우드로 진출하여 SF[Enemy Mine(86)] 미스테리 스릴러[가면의 정사(91)]등의 작품을 발표했으며 90년대 들어 [사선에서(93)] [아웃브레이크(95)] [에어포스원(97)]등의 히트작을 양산하며 헐리우드의 히트메이커로 자리잡았다.