Poprvé se zviditelnil pro světovou kinematografii díky thrilleru Ponorka, který natočil ještě v rodném Německu. Roku 1982 se díky tomu stal prvním režisérem nominovaným za německy mluvený film na Oscara v historii této ceny. Ponorka byla celkem nominována na šest zlatých sošek a stala se nejúspěšnějším německým filmem uvedeným ve Spojených státech.
Jako jeden z mála režisérů na světě dokázal ve svých filmech skloubit umělecké kvality s komerční úspěšností. Platí to pro thriller Air Force One s Harrisonem Fordem, který byl několikrát nominován na Oscara, sci-fi Epidemie s Dustinem Hoffmanem, nebo další thriller - S nasazením života, ve kterém Clint Eastwood bojoval s Johnem Malkovichem.
Petersen také napsal a režíroval okouzlující pohádkovou fantazii Nekonečný příběh, ambiciózní sci-fi Můj nepřítel a thriller o ztrátě paměti Ztracená totožnost.
Jako producent zastřešoval snímek Muž tisíciletí s Robinem Williamsem, Instinkt s Anthonym Hopkinsem a Cubou Goodingem, Jr. a polit-thriller Rudý labyrint s Richardem Gerem.
Troja - USA, 2004
Poseidon - USA, 2006
Diskuze - Wolfgang Petersen