Tomas Petterson war einer der vier Fåglum-Brüder, die als Team in den 1960er Jahren das Mannschaftszeitfahren auf der Straße dominierten. Dreimal wurden die Brüder in dieser Disziplin gemeinsam Weltmeister, 1967, 1968 und 1969. Bei den Olympischen Spielen 1968 errangen Tomas, Sture, Gösta und Erik Pettersson die Silbermedaille im Mannschaftszeitfahren. Wenige Wochen später wurden drei von ihnen in Montevideo mit Josef Ripfel (anstelle von Sture) Dritte in der Mannschaftsverfolgung bei der Bahn-WM. Im Zeitraum von 1963 bis 1968 gewann er drei nationale Titel im Mannschaftszeitfahren, das in Schweden zu dieser Zeit in Teams von drei Fahrern und über die Distanz von 50 Kilometern ausgetragen wurde.