Petersson voitti alle 20-vuotiaiden MM-hopeaa vuonna 2009 sekä -pronssia 2010. Hän oli vuoden 2010 turnauksessa Ruotsin paras pistemies ja maalintekijä tehoilla 8+3=11 sekä kisojen pistepörssin kuudes. Petersson pelasi myös alle 18-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuosina 2007 (hopeaa) ja 2008, joista jälkimmäisissä hän oli Ruotsin paras pistemies Mattias Tedenbyn kanssa molempien tehdessä tehot 4+4=8. He olivat turnauksen pistepörssissä seitsemäntenä kolmen muun pelaajan kanssa.