| 1975 | Abitur |
| 1976 - 1977 | Einberufung zur Bundeswehr. Während des Grundwehrdienstes Kriegsdienstverweigerung und Zivildienst |
| 1978 - 1979 | Pflegehelfer Krankenhaus Reinbek |
| 1980 - 1986 | Medizinstudium in Hamburg, Approbation und Promotion |
| 1986 - 1990 | Assistenzarzt Krankenhaus Reinbek |
| 1993 - 1997 | Mitglied im Vorstand der Kassenärztlichen Vereinigung Hamburg |
| Seit 1990 | Facharzt für Allgemeinmedizin; Praxis in Altona |
Verheiratet mit der Internistin Dr. Constanze Petersen zusammen haben sie 3 Söhne
| Seit 1982 | Mitglied der SPD |
| Seit 1993 | verschiedene Funktionen in der SPD Distrikt Hamburg-Othmarschen, seit 2001 Distriktsvorsitzender |
| Seit 1997 | Abgeordneter der Hamburgischen Bürgerschaft, gesundheitspolitischer Sprecher der SPD-Bürgerschaftsfraktion (bis Frühjahr 2004) |
| Frühjahr 2004 | Durch eine Befragung der SPD-Mitglieder wird Mathias Petersen dem Landesparteitag als Landesvorsitzender der SPD Hamburg vorgeschlagen. |
| 19. Juni 2004 | Der SPD-Landesparteitag wählt Mathas Petersen mit rund 85 Prozent zum SPD-Landesvorsitzenden gewählt. |
| 06. Mai 2006 | Mathias Petersen wird mit rund 88 Prozent erneut als SPD-Landesvorsitzender gewählt. |