Petersen vant en olympisk sølvmedalje i boksing under OL 1920 i Antwerpen. Han kom på andreplass i tungvekt, i finalen tapte han til britiske Ronald Rawson. Det var ni boksere fra åtte nasjoner som stilte i den tyngste vektklassen som ble avviklet i perioden 21. til 24. august 1920. Fire år senere, under OL 1924 i Paris, tok han en ny sølvmedalje i tungvektboksing, i finalen tapte han til Otto von Porat fra Norge.