Desde 1988 a 1993 entra en plantilla de MicroProse, donde participa en los diseños de videojuegos como Sid Meier’s Pirates! (1988), Sword of the Samurai (1989), Lightspeed (1990), Hyperspeed (1991), en la saga Sid Meier’s Civilization (1991), o en Darklands (1992), Dr. Floyd’s Wacky Windows (1992).
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En otoño de 1993 se traslada a id Software, en plena preparación del videojuego Doom que debía salir a la venta en unos meses. Sandy se integra en el equipo de trabajo y tiene tiempo de crear 20 niveles del juego que salió a la venta en diciembre de 1993 con un total de 27 nieles. Después seguiría creando aventuras entre otros títulos para Doom II (1994), Hexen (1995), Quake (1996), Final Doom (1996) – Algunos monstruos tentaculares de estos juegos fueron diseñados por los gustos cthulhianos de Petersen.
En 1997 vuelve a cambiar de empresa para ser contratado por Ensemble Studios en Dallas (Texas, USA), donde más a gusto se sentirá trabajando y donde establecerá su residencia hasta la actualidad. Trabaja notablemente en la saga de videojuegos Age of Empires(1997-2007) y en Halo Wars (2009), último juego publicado por la compañía.
También trabaja en juegos de diversas compañías como Sin (Ritual Entertainment & Hyperion Entertainment – Activision, 1998), Heavy Metal: F.A.K.K. 2 (Ritual Entertainment, 2000), Star Trek: Elite Force II (Ritual Entertainment – Activision, 2003), Sin Ritual (Ritual Entertainment, 2006), Luxor 3 (MumboJumbo, 2007), Samantha Swift and the Golden Touch (MumboJumbo – Game Factory Interactive , 2009), Midnight Mysteries: The Edgard Allan Poe Conspiracy (MumboJumbo, 2009), entre otros.
En 2011 Sandy Petersen entre como director creativo de la empresa Barking Lizards Technologies con sede en Texas (USA), que realiza videojuegos para móviles y consolas. Diseña el juego Osiris Legends (2011), pero la experiencia fue un fracaso.
