После завершения игровой карьеры в 1997 году остался в клубе «Саут Мельбурне» в качестве ассистента главного тренера, грека Анге Постекоглоу. В 1999 году Майк стал главным тренером клуба «Санкт Албанс», который выступал в Викторианской Премьер Лиге. Спустя два года, в 2000 году Петерсен стал главным тренером «Саут Мельбурна», под его руководством клуб в сезоне 2000/2001 стал серебряным призёром чемпионата Австралии, хотя в регулярном первенстве клуб занял первое место. В финале плей-офф чемпионата «Саут Мельбурн» проиграл клубу «Уоллонгогн» со счётом 2:1. Сам же Петерсен по итогам сезона был признан лучшим тренером года австралийской лиги.
В октября 2001 года был назначен исполняющим обязанности главного тренера в клубе «Нью Зиланд Найтс», под руководством Петерсена команда провела четыре матча, в которых три раза проиграла и в одном сыграла вничью.
С 2000 по 2005 год работал в качестве ассистента главного тренера в молодёжной сборной Австралии.
Клубные:
Тренерские:
Личные: