Pettersen kom på 22.-plass i Marcialonga 2016, men fikk problemer under og etter rennet, grunnet overtrening. Han var også innlagt på sykehus like etter Marcialonga. Han ble igjen innlagt på sykehus i februar 2016, med de samme symptomene – sliten og med lav puls og vann i kroppen. Han konkurrerte ikke mer denne sesongen. Sommeren 2016 flyttet han til Lillehammer og ble medlem av Lillehammer Skiklub.