Verein

Petersson ist 1,86 m groß und wiegt 90 kg. Der Linkshänder spielt meist im rechten Rückraum und seltener auf der Position Rechtsaußen.

Er spielte bis 1998 in Riga, anschließend bis 2003 bei KR Grótta in Island, bis 2005 bei der HSG Düsseldorf, bis 2007 beim TV Großwallstadt und anschließend bis 2010 bei der SG Flensburg-Handewitt. Anschließend war er für die Füchse Berlin aktiv. Ab der Saison 2012/13 spielte er für die Rhein-Neckar Löwen. Im Januar 2021 kehrte Petersson zur SG Flensburg-Handewitt zurück. Ab dem Sommer 2021 stand er beim Bundesligisten MT Melsungen unter Vertrag. Am 13. November 2021 bestritt er gegen den TVB 1898 Stuttgart sein 500. Spiel in der Bundesliga. Nach der Saison 2021/22 beendete er zunächst seine Karriere. Im Juli 2023 unterzeichnete er einen Einjahresvertrag bei Valur Reykjavík.

Nationalmannschaft

Für die isländische Nationalmannschaft hat er 186 Länderspiele bestritten, in denen er 725 Tore erzielte. Für die lettische Männer-Handballnationalmannschaft absolvierte er 40 Länderspiele.

Bei der Weltmeisterschaft 2007 in Deutschland belegte Petersson mit Island den achten Platz und war in den Top Ten der besten Torschützen. Er trug zum größten Erfolg der Isländer, dem Gewinn der Silbermedaille bei den Olympischen Spielen 2008 bei. Bei der Europameisterschaft 2010 gewann er mit der Nationalmannschaft die Bronzemedaille. Als bester Rechtsaußen wurde er bei der Weltmeisterschaft 2011 in das „All-Star-Team“ gewählt. Bei den Olympischen Spielen 2012 in London gewann er mit Island die Vorrundengruppe A verlustpunktfrei, scheiterte aber im Viertelfinale knapp an Ungarn.

Der isländische Handballverband HSI zeichnete ihn im Jahr 2010 als Handballer des Jahres aus.