William Louis Petersen (ur. 21 lutego 1953 w Evanston) – amerykański aktor i producent filmowy i telewizyjny pochodzenia niemieckiego i duńskiego, najlepiej znany jako dr Gilbert „Gil” Grissom z serialu CBS CSI: Kryminalne zagadki Las Vegas, Richard Chance w dramacie sensacyjnym Żyć i umrzeć w Los Angeles (To Live and Die in L.A.) i agent FBI Will Graham w dreszczowcu Michaela Manna Łowca.
Urodził się w Evanston w stanie Illinois jako najmłodsze z sześciorga dzieci Helen June (z domu Hoene, 1909-2006) i Arthura Edwarda Petersena Sr. (1901–2004), który pracował w branży meblarskiej. Miał dwóch braci - Artura Jr. i Roberta oraz trzy siostry - Anne, Mary Kay i Elizabeth. W roku 1972 ukończył Bishop Kelly High School w Boise w stanie Idaho. Nukę kontynuował na Idaho State University, gdzie otrzymał stypendium piłkarskie.
W 1974 opuścił szkołę wraz ze swoją żoną, Joanne. I udał się za profesorem dramatu do Kraju Basków, gdzie uczył się jako aktor szekspirowski. Petersen interesował się kulturą baskijską i studiował język baskijski, Euskera.