Pettersson draftades i den första rundan av Vancouver Canucks som femte spelare totalt vid 2017 års NHL-draft. I maj 2018 skrev han ett treårsavtal med Canucks och gjorde sedan NHL-debut den 3 oktober samma år. I slutet av april 2018 gjorde han debut i Tre Kronor och vann månaden därpå VM-guld i Danmark. I ungdoms- och juniorsammanhang har han tagit ett VM-silver vardera med Sveriges J20- och U18-lag.