Petersen fratrådte stillingen ved Krigsskolen i 1860 og ble året etter ansatt som redaktør for den offisielle og . Fra 1863 arbeidet han igjen ved Nissens skole, før han i 1865 ble ansatt som adjunkt ved Kristiania katedralskole. Her rykket han i 1876 opp til overlærer, og beholdt denne stillingen til sin død.