Pettersen deltog i skidflygnings-VM 2004 i Letalnica i Planica i Slovenien. Han blev nummer 9 i den individuella tävlingen. Lagkamraten Roar Ljøkelsøy vann tävlingen och de andra lagkamraterna, Tommy Ingebrigtsen och Bjørn Einar Romøren blev nummer 5 och 6. Lagtävling i skidflygning arrangerades för första gången i VM 2004. Och Norge, med Pettersen i laget, vann guldet före Finland och Österrike.