William Louis Petersen (n. Evanston, Illinois; 21 de febrero de 1953), es un actor estadounidense de ascendencia danesa.

Petersen se graduó de la preparatoria Bishop Kelly en Boise, Idaho en 1972. Fue aceptado en la Universidad de Idaho gracias a una beca para jugar al fútbol americano. En un intento por mejorar su promedio escolar en la universidad, Petersen tomó un curso de actuación que cambió el destino de su vida. En 1974 dejó la universidad junto con su novia Joanne Brady, y siguió a un profesor de drama en España donde desarrolló sus habilidades histriónicas como actor de Shakespeare. Concretamente estuvieron un año en la Universidad de Oñate (Guipúzcoa) donde nació su hija (en Mondragón) y por lo cual le pusieron de nombre Maite Nerea («Mi amada» en Euskera).

Su debut en el cine se produjo con un pequeño papel en 1981, en la película Thief. En 1986 obtuvo uno de sus mayores éxitos con la película Manhunter.

En un gesto muy significativo de sus preferencias, Petersen rechazó un papel en la película Platoon de Oliver Stone, debido a que la filmación en Filipinas lo alejaría de su familia. En lugar de eso trabajó en Long Gone, una película para la televisión. En 1998 protagonizó Gunshy «Un tipo peligroso», de Jeff Celentano donde hace de reportero y escritor fracasado que se traslada a Atlantic City donde un matón le enseña como es la vida en la calle.

Desde el año 2000 al 2009 protagonizaba la serie CSI: Crime Scene Investigation, en la que gracias al papel de Gil Grissom ha adquirido una gran relevancia. Debido a problemas de corazón, el papel de Petersen se ha reducido al mínimo, dejando finalmente el reparto de la serie en el episodio «One to Go» de la novena temporada. Aunque seguiría ligado a esta como productor.

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