Petersdorf liegt nordöstlich von Nordhausen und wurde am 1. Dezember 2007 zu Nordhausen eingemeindet.
Der Ort wurde erstmals 1271 als „Petirsdorf“ urkundlich erwähnt, als es als kaiserliches Geschenk an das Nordhäuser Domstift kam. Als sogenanntes Reichsdorf war es reichsunmittelbar. Im Jahr 1294 wurde Nordhausen von den Truppen Kaiser Adolfs belagert und angegriffen. Dabei wurden verschiedene Dörfer zerstört. Darunter auch das Dorf „Wachsbach“, am nahe gelegenen Eichenberg, dessen Bewohner sich in Petersdorf ansiedelten. Wie Pastor Leopold in seiner Chronik aus dem Jahre 1817 berichtet, hat Petersdorf, genau wie Steigerthal und Rüdigsdorf, früher großen Wassermangel gehabt. Dies liegt daran, dass der Ort auf einem Kalkgebirge liegt. Die Petersdorfer holten all ihr Gebrauchswasser aus einem etwa 500 Schritte weit entfernten Brunnen. Dieser lag am Fuße eines Holzberges, den bereits erwähnten „Eichenberg“. Hier schöpften sie als das Wasser mit der Hand, dass die ganze Gemeinde an Koch- und Waschwasser benötigte, aber auch das im Winter benötigte Wasser für Menschen und Vieh. Damals waren es etwa 26 – 30 Pferde, 100 Stück Hornvieh und etwa 400 Stück Schafe, ohne dass der Brunnen je nachließ.
Nach dem Bauernkrieg 1525 kam das Dorf in Besitz der Stolberger Grafen; die Bauern waren später dem Rittergut Krimderode zinspflichtig. Während des Dreißigjährigen Krieges flohen die Bewohner beim Nahen des Feindes in die Stadt Nordhausen.
Der Ort hat seit 1806 sehr viele Jahre schwer gelitten, weil die Militärstraße von Nordhausen nach Hasselfelde hier hindurch führte und dabei die Einwohner immer wieder ausgeplündert wurden.
Die St. Johanniskirche, so berichtet Leopold, sei „sehr gut dotiert; sie besitzt nämlich 2 Hufen Land und Wiesen, welche für ein nicht all zu hohes Pachtgeld dermaßen ausgetan sind; dass jeder der „alten Einwohner“, mit Ausnahme des „Freisassen Bötticher“, einige Äcker davon benutzt. Das Kirchengebäude ist gut und fein. Wegen Vergrößerung der Gemeinde musste 1801 noch eine Emporkirche gebaut werden. 1789 wurden beide Glocken umgegossen; 1799 statt einer alten, höchst elenden Orgel von Scheidler zu Bennungen eine neue erbaut. 1770 baute die Gemeinde ein sehr gutes Schulhaus.“ Noch heute befindet sich in Petersdorf eine Grundschule, aus denen auch die Kinder der umliegenden Orte gehen.
Wie seine Nachbarorte lädt die Gegend um Petersdorf sehr zum Wandern ein, so zum Beispiel in die Rüdigsdorfer Schweiz, oder Richtung Himmelgarten und Leimbach.
Im Jahr 1860 errichtete der Petersdorfer Gastwirt Wilhelm John auf dem 316 Meter hohen „Harz-Rigi“ ein Sommerlokal. Im Dezember 1897 kaufte August Wille das Lokal, das nun den Namen „Kleiner Brocken“ führte. Ab 1935 übernahm ein Sohn des alten Gastwirts, Curth Wille, die beliebte Ausflugsgaststätte und führte sie bis 1971. Die Gaststätte machte Petersdorf überregional bekannt, da sie auch als Zufluchtsort für Dichter und Freidenker diente. Bis 2020 befand sich ein chinesisches Spezialitätenrestaurant auf dem Harz-Rigi.
Der Name Harz-Rigi geht vermutlich auf die Äußerung des Gymnasiallehrers Ludwig Nitsche zurück. Dieser soll bei einem Besuch ausgerufen haben, dass es „hier oben wie in der Schweiz sei“, genau so, als befände man sich auf einem Rigi.
Eine zweite Gastwirtschaft, mit dem Namen „Harzpforte“, befindet sich im Ort.
1817 hatte das Dorf 31 ältere Gemeinheitsberechtigte, – 7 Neubauerhäuser nebst einer Mühle beim Himmelgarten und mit dieser zusammen 230 Seelen. Heute hat Petersdorf 304 Einwohner
Steffen Iffland