Nils Petersen est un footballeur international allemand, né le 6 décembre 1988 à Wernigerode en Allemagne (ex-Allemagne de l'Est). Il évolue comme attaquant au SC Fribourg.
Dans sa jeunesse, Petersen est formé au football au FC Einheit dans sa ville natale, Wernigerode, puis au VfB Germania à Halberstadt. Plus tard, il fréquente le lycée sportif de Jena, y joue dans l'équipe de jeunes et quitte le pensionnat à l'été 2007 après avoir obtenu son diplôme d'études secondaires.
En février 2005, le FC Carl Zeiss Jena, alors en Oberliga Nordost, le signe sous contrat. En janvier 2007, il est promu en équipe première, qui a été promue en 2. Bundesliga, après avoir déjà joué avec la réserve en Oberliga. Le 4 février 2007 (20 journée), il fait ses débuts professionnels lors d'une défaite 1-0 contre le 1. FC Cologne en remplacement de Mohammed El Berkani à la 89 minute. La saison suivante, il marque des buts décisifs en tant que remplaçant dans la première moitié de saison contre le Alemannia Aachen, Erzgebirge Aue et le 1. FC Kaiserslautern.