2019 drehte Petzold den Spielfilm "Undine" (2020), wobei er erneut auf Paula Beer und Franz Rogowski als Hauptdarsteller zurückgriff. Es ist der erste Teil einer geplanten Trilogie, die sich der deutschen Romantik und dabei speziell des Motivs der Elementargeister annehmen soll. In den folgenden Filmen plant Petzold sich den Luft- bzw. Erdgeistern thematisch zu widmen. Der Film lief 2020 im Wettbewerb der 70. Berlinale und wurde dort mit dem FIPRESCI-Preis ausgezeichnet.