Nadat hij in 1995 op het WK op het estafettenummer slechts in de voorrondes had deelgenomen, maakte Pettigrew in 1997, 1999 en 2001 met succes deel uit van Amerikaanse estafetteploegen die tot de finale doordrongen. Het Amerikaanse viertal veroverde bij alle drie de gelegenheden de gouden medaille. Op 22 juli 1998 verbeterde hij met zijn Amerikaanse teamgenoten Jerome Young, Tyree Washington en Michael Johnson het wereldrecord op de 4 x 400 m estafette naar 2.54,20. Individueel op de 400 m eindigde hij deze WK's als 1997 (7e), 1999 (5e) en 2001 (4e).