Petersen var forsvarer i tre riksrettssaker. Første gang var i riksretten mot statsråd Fasting i 1821, andre gang i riksretten mot statsråd Collett i 1827, og tredje gang i riksretten mot statsminister Løvenskiold. Særlig den siste saken bidro til å gjøre Petersen berømt. Innlegget hans var et angrep på nordmennenes politiske umodenhet og Stortingets uansvarlige fremferd, som regjeringen etter Petersens mening hadde vært nødt til å sette en stopper for. Realitetsprosedyren ble kalt en « i prosa», med referanse til Welhavens diktverk. Løvenskiold ble riktignok kjent skyldig, men straffen ble en bagatellmessig bot. Etter rettssaken viste Stortinget sin misnøye med forsvareren ved å sette ned lønnen hans som regjeringsadvokat.