Die Saison 1977 bestritt Peterson für Tyrrell, der 1976 mit dem sechsrädrigen P34 achtbare Ergebnisse eingefahren hatte. Sein Teamkollege war Patrick Depailler. Der P34 war jedoch wenig zuverlässig und der Reifenverschleiß war hoch. In den ersten sechs Rennen der Saison fiel Peterson aus oder erreichte das Ziel außerhalb der Punkteränge. Erst in Belgien errang er mit Platz drei die ersten vier Weltmeisterschaftspunkte. Beim anschließenden Großen Preis von Schweden, Petersons 100. Grand-Prix, fiel er aus. In Frankreich erreichte Peterson mit einem schwer zu beherrschenden Fahrzeug Rang zwölf, nachdem er im Rennen sechs Vorderreifen aufgebraucht hatte. Nach Ausfällen in Großbritannien und Deutschland erreichte er in Österreich mit Rang fünf zwei weitere Punkte. In Italien holte sich Peterson mit Rang sechs den letzten Punkt der Saison; in den Läufen in den USA-Ost, Kanada und Japan blieb er ohne Punkte. In Fuji wurde Peterson von Gilles Villeneuve am Ende der Start-und-Ziel-Geraden von der Bahn geschoben. Villeneuves, dessen Bremsen versagt hatten, stieg über Petersons Tyrrell, schleuderte hinter die Leitplanken, wo der Wagen zwei Zuschauer tötete und sieben weitere schwer verletzt wurden. In der Fahrerwertung belegte Peterson am Jahresende den 14. Platz mit sieben Punkten.