Petersen lahir pada 14 Maret 1941 di Emden. Emden adalah sebuah komunitas Jerman utara di Frisia Timur yang dekat dengan perbatasan Belanda, dimana Sungai Ems mengalir ke Laut Utara.[1] Dari 1953 sampai 1960, Petersen masuk Gelehrtenschule des Johanneums di Hamburg. Pada 1960an, ia menyutradarai permainan-permainan latar di Teater Ernst Deutsch di Hamburg. Setelah mempelajari teater di Berlin dan Hamburg, Petersen masuk Akademi Film dan Televisi di Berlin (1966–1970).