Petersen-Øverleir har gitt konserter i mange europeiske land, og spesielt i Frankrike med bl.a. orgelkonserter i Madeleine-kirken og i Notre-Dame i Paris. Her hjemme har han bl.a. fremført Poulencs orgelkonsert med Kringkastingsorkestret. Han har utgitt to CD-er, med orgelverker av henholdsvis Knut Nystedt og Egil Hovland.