Mit der U-17-Nationalmannschaft qualifizierte sich Petermann für die Europameisterschaft 2010 und erreichte im Turnier den dritten Platz. Sie nahm ferner im September an der Weltmeisterschaft 2010 in Trinidad und Tobago teil, in der sie nach dem 0:1 im Viertelfinale gegen die Auswahl Nordkoreas aus dem Turnier schied. Bei der Endrunde der U-17-Europameisterschaft 2011 in Nyon/Schweiz kam sie sowohl beim mit 5:6 im Elfmeterschießen verlorenen Halbfinale gegen Frankreich, als auch im mit 8:2 gegen Island gewonnenen Spiel um Platz 3 zum Einsatz. Nach fast dreijähriger Unterbrechung bestritt Petermann am 1. März 2014 wieder eine Begegnung für eine Nachwuchsauswahl des DFB, als sie im Rahmen der Sechs-Nationen-Turniers in La Manga für die U-20-Nationalmannschaft debütierte und dabei sogleich zwei Treffer erzielte. Mit der nahm sie auch an der vom 5. bis 24. August 2014 in Kanada ausgetragenen U-20-Weltmeisterschaft teil, bestritt alle sechs Turnierspiele in der ihr drei Tore gelangen. Sie erzielte sowohl das erste als auch das letzte Tor für die Mannschaft in diesem Turnier. Mit dem 1:0-Siegtreffer in der 98. Minute im Finale gegen die Auswahl Nigerias machte sie die U-20-Nationalmannschaft zum dritten Mal nach 2004 und 2010 zum Weltmeister.