Dal 2005 fino a fine carriera Pettersen è salito soltanto più saltuariamente sul podio in Coppa del Mondo, senza più vincere. Nel 2005 ha bissato il bronzo iridato a squadre ai Mondiali di Oberstdorf e l'anno dopo, ai XX Giochi olimpici invernali di (sua unica partecipazione olimpica), è stato 24° nel trampolino lungo (squalificato nel trampolino normale).