Petersson nació el 19 de agosto de 1969 en la ciudad de Lund, Suecia. Petersson originalmente soñaba con convertirse en cantante de ópera y estudió en una escuela de música en Malmö. Comenzó a actuar en teatro amateur en el Studio Theatre de Malmö y se graduó de la Swedish National Academy of Mime and Acting en 1991.^[2]​

Petersson ha actuado en teatros como el Folkteatern i Gävleborg, Gothenburg City Theatre y el célebre Dramaten. Entre las obras en las que ha aparecido se encuentran Pedro Melenas, Hamlet, El misántropo y Allt eller inget. En el Dramaten, ha actuado en obras como Befriad, Strömming en Cattelin y Blottare och parasiter.

Como actor, Petersson también ha aparecido en varios largometrajes, incluyendo Noll tolerans, En rikedom bortom allt förstånd, Patrik 1,5 y Kops. Obtuvo un gran reconocimiento tras aparecer en la película Jalla! Jalla! en 2000. También ha actuado en series televisivas como Norrmalmstorg, En uppstoppad hund y Hjälp!

• Noll tolerans (1999)
• En rikedom bortom allt förstånd (2000)
• Jalla! Jalla! (2000)
• Gamla män i nya bilar (2002)
• Kops (2003)
• Norrmalmstorg (2003)
• Mamma pappa barn (2003)
• Tur & retur (2003)
• Doxa (2005)
• Offside (2006)
• En uppstoppad hund (2006)
• Patrik 1,5 (2008)
• Nasty Old People (2009)
• Farsan (2010)
• En enkel till Antibes (2011)
• Svensson, Svensson - i nöd och lust (2011)
• 30 grader i februari (2012)
• Eskil och Trinidad (2013)
• Jönssonligan – Den perfekta stöten (2015)
• Odödliga (2015)

• Det nya landet (2000)
• Hjälp! (2007)
• Tjockare än vatten (2014)
• Torpederna (2017)
• Livet på Dramaten (2018)
• De dagar som blommorna blommar (2018)

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• Torkel Petersson en Internet Movie Database (en inglés).