Fue seleccionado por Toronto Raptors en el Draft de la NBA de 2000 en la 21ª posición, jugando 80 encuentros en su primera temporada en la liga y promediando 9.3 puntos por partido. En las siguientes dos campañas, mantuvo sus promedios anotadores por encima de los 14 puntos por noche. Desde la temporada 2002-03 hasta la 2005-06, Peterson jugó los 82 encuentros en cada campaña. En la pasada regular season sus números han descendido, pero en cambio ha servido para ayudar a los Raptors a acceder a playoffs tras un largo periodo de sequía.