Sua primeira vitória em grandes prêmios foi no Grande Prêmio da França de 1973. Naquele ano venceu mais três vezes. Em 1974 obteve mais três vitórias, nos GPs da França, Itália e Mônaco. Depois de um ano ruim em 1975, em que o Lotus 76 provou ser um erro, voltou a guiar pela March, equipe pela qual venceu o GP da Itália de 1976.
Em 1977 Peterson correu pela equipe Tyrrell, com o lendário carro de seis rodas, mas a antes vitoriosa esquadra dos carros azuis já havia iniciado sua longa e irreversível decadência. O ano foi particularmente ruim para Peterson e, para surpresa de muitos, o sueco voltou a assinar contrato com a Lotus para a temporada de 1978.
Pela equipe de Colin Chapman, que havia aperfeiçoado o revolucionário conceito aerodinâmico do carro asa, Peterson venceu os GPs da África do Sul e Áustria. Mesmo assim, por condição contratual imposta pela equipe, não lhe foi permitido duelar diretamente com o companheiro de equipe Mario Andretti, primeiro piloto do time. Apesar de os resultados já lhe assegurarem o vice-campeonato, tal situação na Lotus levou Peterson a negociar uma possível ida para a McLaren na temporada de 1979.
A Lotus chegou ao GP da Itália com a possibilidade de tornar Andretti campeão antecipado. Nos treinos, Peterson teve seu carro titular danificado, e precisou recorrer ao carro reserva, que era um modelo mais antigo da Lotus.
Foi exatamente nesta corrida que estreou na F-1 o semáforo, em substituição ao antigo método de largada em que se baixava uma bandeira com as cores do país-sede do GP. No entanto, o diretor da prova, Gianni Restelli, atrapalhou-se com a novidade: antes que os carros das últimas filas do grid houvessem parado, foi acionada a luz verde. Os pilotos que vinham de trás, portanto, arrancaram em maior velocidade, o que fez com que todos os carros chegassem juntos ao ponto em que a reta se estreitava antes da Chicane Goodyear. Alguns carros se tocaram, e o Lotus de Peterson foi jogado para fora da pista, de encontro ao guard-rail. O choque danificou seriamente a parte dianteira do Lotus e rompeu os tanques de combustível, causando um grande incêndio. Peterson foi tirado do carro com graves ferimentos nas pernas, por bombeiros e outros pilotos, e foi internado. Os primeiros procedimentos médicos no atendimento incluíram a amputação do pé esquerdo do piloto. No dia seguinte, Ronnie Peterson faleceu, vítima de embolia causada pelas fraturas. Nas entrevistas dos pilotos após a prova, o inglês James Hunt declarou que, pelo som que emitia no momento da largada, o antigo Lotus reserva que Peterson estava usando parecia ter problemas e não acelerar devidamente, o que teria contribuído para o desastre. No mesmo acidente foi seriamente ferido o piloto italiano Vittorio Brambilla, atingido na cabeça por uma roda solta de um dos carros envolvidos, e alguns meses depois outro piloto italiano, Riccardo Patrese, foi colocado em sursis pela Federação Internacional de Automobilismo, sob a acusação de ter sido elemento culposo do acidente. Por conta da confusão ocorrida com o uso do semáforo no GP da Itália, determinou-se que a largada só poderia ser dada depois que um fiscal atravessasse o grid com uma bandeira na mão, sinalizando que todos os carros haviam parado.
Estatísticas de Ronnie na F-1:
Nº de GPs: 123
Vitórias: 10
Pódiuns: 26
Voltas + rápidas: 9
Poles: 14
Total de pontos: 206
Primeira corrida: GP de Monte Carlo - Mônaco - 10/05/1970
Última corrida: GP da Itália - Monza - 10/09/1978
Primeira vitória: GP da França - Paul Ricard - 01/07/1973
Última vitória: GP da Áustria - Osterreichring - 13/08/1978
Primeira pole: GP do Brasil - Interlagos - 11/02/1973
Última pole: GP da Áustria - Osterreichring - 13/08/1978
