Петтерссон — воспитанник клуба «Хальмстад» из своего родного города. В 2016 году для получения игровой практики Исак на правах аренды перешёл в «Эстер». 7 мая в матче против АИКа из Оскарсзамна он дебютировал в Первом дивизионе Швеции. По окончании аренды Петтерссон вернулся в «Хальмстад». В матче против «Эстерсунда» он дебютировал в Аллсвенскан лиге. В начале 2018 года Петтерссон подписал контракт с «Норрчёпингом». 2 апреля в матче против «Броммапойкарна» он дебютировал за новую команду.