Né le 21 Février 1953 à Evanston, Ilinois (USA), sixième et dernier enfant d'une famille de commerçants , c'est par le théatre que William L. Petersen commence, d'abord dans son école de football à la faculté d'Idaho, comme simple amateur, puis dans une pièce de Tennessee Williams "The night of the Iguana".
Il apparaît dans de nombreux téléfilms et films dont "Manhunter: le Sixième Sens" (1986) le premier thriller métant en scène Hannibal Lector et réalisé par Michael Mann.
En 2000 sa carrière explose à la télévision avec "les Experts" en devenant le très connu Gil Grissom le fan d'insectes.....
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