A Bécsi Képzőművészeti Akadémián tanult. Leopold Kupelwieser és Franz Eybl tanítványaként kezdetben biedermeier stílusban festett, majd 1937-től litográfiákat kezdett készíteni, melyek bécsi lapokban jelentek meg. Császári katonatisztként és haditudósítóként részt vett az 1848–49-es magyar szabadságharcban. A "Die Bewgung" című lap számára készített litográfiáin a hadi eseményeken kívül beszámolt a kor közéleti, politikai eseményeiről is. 1852-től két évig Párizsban élt, ahol a barbizoniak hatására alakult ki saját stílusa. 1853 végétől Magyarországon kezdett utazgatni. Ekkor járt először Szolnokon, ahová 1881-ig minden nyáron visszatért. Ettől kezdve szinte kizárólag az alföldi magyar város életének, népének, környező tájának ábrázolásával foglalkozott. Korszerű technikával, realisztikus formalátással festett művei a nyilvános és magángyűjtemények keresett alkotásaivá váltak. Példája nyomán számos osztrák festő – például Carl Müller, Gualbert Raffalt, Otto von Thoren, Tina Blau – kereste fel Szolnokot. Tevékenységük alapozta meg a Szolnoki művésztelep létrejöttét. Pettenkofen elismert festővé vált, 1866-tól tagja lett a Bécsi Művészeti Akadémiának. Élete utolsó évtizedében a Bécsi Képzőművészeti Akadémia tanára volt.