Fu però vittima di un incidente, subito dopo la partenza del Gran Premio d'Italia 1978 a Monza, nel quale rimasero coinvolte diverse vetture, tra cui quelle di Riccardo Patrese, James Hunt, Clay Regazzoni e Vittorio Brambilla, causato dall'accensione troppo anticipata del semaforo verde. Dopo una collisione il pilota svedese si schiantò contro il muretto del collegamento con la pista "junior" e, dopo essere stata colpita dalla Surtees di Brambilla, la sua auto prese fuoco. I soccorsi furono lenti e caotici: il dottor Sid Watkins, medico ufficiale della FIA, giunto sul posto dopo pochi minuti, fu allontanato dai Carabinieri, sicché fu James Hunt il primo a raggiungere l'auto di Peterson e ad adoperarsi per liberarlo dai rottami. Poco dopo fu raggiunto da dei rinforzi, e fu soltanto dopo ben 18 minuti che arrivò l'ambulanza.