Karl Endel Petersen on [[Ferdinand Petersen]]i poeg, [[Ivar-Heldur Petersen|Ivar-Heldur]] ja [[Henno August Petersen]]i vend.<ref name="ETBL" />
Lahkus 1944 koos vanematega Eestist. Lõpetas 1961 USA-s ([[NeyNew York|NeyNew Yorgis]]) [[Clifford J. Scotti keskkool]]i, 1965 [[Princetoni Ülikool]]is bakalaureuseõppe matemaatika erialal, 1967 [[Yale'i Ülikool]]is magistriõppe, matemaatikamagister (1967, Yale'i Ülikool), ''[[Ph.D.]]'' (matemaatika, 1969, samas), väitekiri "Prime Flows, Disjointness and Mixing". Aastast 1969 [[Põhja-Carolina Ülikool]]i õppejõud, sh 1987–1992 [[adjunktprofessor]], 1992– professor. Olnud külalisprofessor ja -teadur paljudes maailma ülikoolides ja teadusasutustes, sealhulgas Yale'i Ülikoolis (1979), Prantsusmaa ülikoolides (1981, 1988, 1991, 1992), [[India]] Statistikainstituudis [[Kolkata|Kolkatas]]s (1989), [[Kairo Ülikool]]is (1993), esinenud loengutega Tartu Ülikoolis (1992, 1994) ja [[Küberneetika Instituut|Küberneetika Instituudis]] (1992).<ref name="ETBL" />
