Mit dem schwedischen Nachwuchs nahm Petersson an den U18-Weltmeisterschaften 2007 und 2008 sowie den U20-Weltmeisterschaften 2009 und 2010, als er gemeinsam mit dem Kanadier Jordan Eberle Torschützenkönig des Turniers war, teil. 2009 wurde er mit der Schweden Vizeweltmeister, 2007 und 2010 gewann er mit seiner Mannschaft jeweils die Bronzemedaille.