Los Angeles Kings 1 lipca 2017 roku podpisał dwuletni kontrakt z klubem ligi NHL, Los Angeles KingsPetersen Signs With The Los Angeles Kings [data dostępu: 2017-07-01] . Jednak z powodu zbyt silnej konkurencji w klubie, został przydzielony do klubu filialnego Królów, występującym w lidze AHL Ontario Reign. 4 stycznia 2018 roku został nominowany do Meczu Gwiazd AHL, odbył się w dniach 28–29 stycznia 2018 rokuRosters announced for 2018 AHL All-Star Classic [data dostępu: 2018-01-04] .
12 listopada 2018 roku wrócił do drużyny Królów, po tym jak bramkarz Jack Campbell, doznał rozerwania łąkotkiCal Petersen Recalled from Reign, Jack Campbell Out 4-to-6 Weeks [data dostępu: 2018-11-12] . Następnego dnia, 13 listopada 2018 roku, zadebiutował w lidze NHL, w przegranym 5:1 meczu wyjazdowym z Toronto Maple Leafs, zastępując Petera Budaja w drugiej tercjiMaple Leafs vs. Kings - Game Summary - November 13, 2018 . Petersen w tym meczu obronił 15 strzałów oraz puścił tylko jednego gola. 16 listopada 2018 roku, wygranym 2:1 meczu domowym z Chicago Blackhawks, po raz pierwszy wystąpił w podstawowym składzie KrólówKings goalie Cal Petersen gets his first NHL start at the place his collegiate career ended [data dostępu: 2018-11-16] . W tym meczu obronił 34 strzałyRECAP: Kings 2, Blackhawks 1 SO [data dostępu: 2018-11-17] .