Sur une monoplace (la March 711) moins performante que ses principales concurrentes et notamment que la Tyrrell, Peterson multiplie les prestations de grande classe, tirant le maximum de sa monture au prix d'un pilotage particulièrement spectaculaire. Avec cinq podiums, il crée la surprise en terminant à la deuxième place du championnat du monde, à distance respectable il est vrai du champion du monde Jackie Stewart. Parmi ses cinq podiums, ses prestations les plus mémorables furent sa deuxième place à Monaco et surtout sa deuxième place au Grand Prix d'Italie, course d'aspiration en peloton au terme de laquelle il n'est battu que d'un centième de seconde par la BRM de Peter Gethin. Parallèlement, il décroche le titre de champion d'Europe en Formule 2, et remporte les de Barcelone avec son compatriote Jo Bonnier. Il reste une saison supplémentaire chez March, mais le modèle de la saison 1972 s'avère peu performant et ne lui permet pas de rééditer ses coups d'éclat de la saison précédente. Il remporte durant cette même année les 1 000 kilomètres de Buenos Aires comptant pour la saison 1972 du championnat du monde des voitures de sport.