Pettersson debuterade i Tre Kronor den 29 april 2018 under Sweden Hockey Games i en 3–1-seger mot Ryssland. Därefter blev han uttagen till VM 2018 i Danmark. I gruppspelet, den 7 maj, gjorde Pettersson sitt första A-landslagsmål, på Ronan Quemener, då Sverige besegrade Frankrike med 4–0. Under en match mot Schweiz den 13 maj ådrog sig Pettersson en skada på ena tummen, vilket gjorde att han missade resten av turneringen. Sverige vann grupp A och vann sedan VM-guld sedan man, i tur och ordning, besegrat Lettland (3–2), (6–0) och Schweiz (3–2). På fem matcher noterades Pettersson för ett mål och två assister.