Ægteskaber Petersen blev gift 1. gang 11. november 1848 i København med Carolina Maria Rasmine Hansen (14. november 1821 i Haderslev - 3. juni 1850 i København), datter af tobaksfabrikant Matthias Hansen og Johanne Marie Hansen. 2. gang ægtede han 5. juni 1853 i Haderslev Karen Mathilde Elisabeth Hansen (26. juni 1825 sammesteds - 7. juli 1905 på Frederiksberg), der var søster til hans 1. hustru.