Elokuvat:
* Elää ja kuolla LA:ssa (1985)
* Manhunter (1986)
* Karitsojen hiljaisuus (1991)
* Pelko ja inho Las Vegasissa (1998)
* Kilpailija (2000)
* Salton Sea (2002)
* CSI:Miami (2002) - *Lyhyt esiintyminen Gil Grissomina*
* Hyvä paimen (2006)
* Keltainen nenäliina (2008)
* Järvitalo (2006)
* Nainen ikkunassa (2021)
Televisio:
* The Fall Guy (1981-1986) - *Toistuva rooli*
* CSI:Crime Scene Investigation (2000-2015) - * Päärooli Gil Grissomina*
* Manhunt:Unabomber (2017) - *Päärooli FBI-agenttina Jim Fitzgeraldina*
* Murha in the first (2014-2016) - *Pääosassa Terry English*
Muu:
* Pentagon-paperit (1971) - *TV-elokuva*
* Randy Websterin tappaminen (1979) - *TV-elokuva*
* Andersonin nauhat (1971) - *TV-elokuva*
* Virginialainen (1963) - *TV-sarja, 1 jakso*
Huomaa: Tämä ei ole tyhjentävä luettelo, mutta sisältää joitain William Petersenin merkittävimmistä projekteista. Löydät lisätietoja hänen täydellisestä elokuvastaan verkkosivustoilta, kuten IMDb.