I Storbritannia gikk gikk han inn i de norske styrkene. Pettersen ble rekruttert til Kompani Linge og til den britiske tjenesten Special Operations Executive, som drev med sabotasjeaksjoner mot tyskerne i okkuperte land. Pettersen gjennomførte en rekke oppdrag i det okkuperte Norge, først og fremst på Vestlandet. Han samarbeidet også med sitt søskenbarn løytnant John M. Turner i Secret Intelligence Service. Han hadde kontakt med radiogruppen Redwing, der Gunnar Wiig-Andersen var telegrafist.