С эти корпусом был в сражении под Бухарестом 13 и 14 января 1770 года, 4 февраля — под Журжей. 12 марта 1770 года за отличие в сражении получил орден Святого Георгия 3-й степени. В июне этого же года был в битве против Аббаса-паши у Рябой Могилы в корпусе генерала Ф. В. Бауэра. Отличившись в сражении при Кагуле и в преследовании неприятеля за Дунай под начальством генерала Ф. В. Бауэра, Петерсон был отправлен в Петербург курьером с известием о победе и, рекомендованный П. А. Румянцевым, «как отличный и испытанный офицер» и был пожалован императрицей в полковники.