Petersen påtok seg fortsatt mange private og offentlige verv: Han var medlem av Trondhjem bystyre fra 1847 og byens ordfører i 1860, stortingsmann for Trondhjem og Levanger 1845–1847 og 1854–1856, ordfører i Trondhjems Arbeiderforening 1855–1862 og preses i Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab 1855–1865.