Åren 1942–78 var af Petersens fotograf vid Stockholms stadsmuseum. Han anlitades också ofta till STF:s årsskrift som landskaps- och arkitekturfotograf. Främst blev dock af Petersens känd för sin fotografiska dokumentation av Stockholms innerstads förvandling, publicerad i bl.a. Klara (1957) och Östermalm (1962), båda med text av Per Wästberg.