Usai keluar dari March, Peterson bergabung bersama Colin Chapman dan Team Lotus pada tahun 1973, bermitra bersama juara bertahan Emerson Fittipaldi. Selama dua musim pertamanya dengan Lotus, Peterson mengambil tujuh kemenangan, mencetak 52 poin karier terbaik pada tahun 1973. Setelah musim 1975 yang buruk, Peterson pindah kembali ke March dan mencetak kemenangan terakhirnya bagi tim di Italia 1976. Setelah menghabiskan tahun 1977 dengan Tyrrell, ia pindah kembali ke Lotus untuk musim 1978 sebagai "nomor dua" driver untuk Mario Andretti. Peterson mencetak dua kemenangan, di Afrika Selatan dan Austria, dan berhasil finis kedua di klasemen pembalap meskipun sebuah kecelakaan yang fatal lap pertama di Monza selama akhir pekan Grand Prix Italia.