Après avoir découvert le théâtre en Espagne,
William Petersen se produit sur scène à New York dans les années 1970, avant d’être choisi par Michael Mann pour jouer dans
Le Solitaire en 1981, qu’il retrouve en 1986 pour
Le Sixième Sens, après avoir tourné pour William Friedkin dans
Police Fédérale, Los Angeles.
Après quelques apparitions dans divers films pendant les années 1990, comme
Hard Promises en 1991 ou
Fear en 1996,
William Petersen se tourne vers le petit écran. Après
Lonesome Dove - La Loi Des Justes en 1993, c’est le personnage de Gil Grissom qu’il incarne, à partir de 2000, dans la série
Les Experts qui lui permet d’accéder à la notoriété internationale. En 2009,
William Petersen quitte la série, tout en restant producteur, et cède sa place à Laurence Fishburne.
