1 июля 23-летний защитник мог стать ограниченно свободным агентом. 12 сентября 2019 года он подписал однолетний контракт на $874 125.
"Всего за один год Маркус оказал значительное влияние на нашу оборонительную линию, - сказал генеральный менеджер "Питтсбурга" Джим Рутерфорд. - Это молодой, надёжный и умный игрок, что очень важно в сегодняшнем хоккее. Маркус является частью юного костяка команды. И для нас было важно подписать его на длительный срок".
В 50 матчах этого сезона Петтерссон набрал 15 (1+14) очков. В среднем за игру он проводит на льду 19:22 и является единственным защитником "Пингвинз", не пропустившим в этом чемпионате ни одного матча.
"Питтсбург" приобрёл Петтерссона в рамках обмена с "Анахайм Дакс" на форварда Даниэля Спронга 3 декабря 2018 года. В 107 матчах за "Пингвинз" он набрал 34 (3+31) очка.
