ทั้งที่ได้มีโอกาสรับใช้ทีมใหญ่อย่างบาเยิร์น มิวนิคแล้วแท้ๆ แต่นีลส์ ปีเตอร์เซ่นก็ไม่อาจแจ้งเกิดได้สำเร็จ เมื่อดูจากสถิติการลงสนาม 15 นัดแต่ยิงได้แค่ 4 ประตู
บาเยิร์น มิวนิคคือยอดทีมทีมมองหานักเตะชั้นยอดอยู่เสมอ นั่นทำให้การเซ็นสัญญาคว้าตัวนีลส์ ปีเตอร์เซ่นเข้ามาร่วมทีมในปี 2011 สร้างความแตกตื่นให้กับแฟนๆเป็นอย่างมาก เนื่องจากปีเตอร์เซ่นก็ยังเป็นแค่กองหน้าในระดับลีกล่างของเยอรมันเท่านั้น ก่อนย้ายมาเค้ากดไป 25 เม็ดให้กับเอนเนอร์กี ค็อตบุสในระดับลีก้าสอง
จุ๊ป ไฮย์เกสกุนซือบาเยิร์นในเวลานั้นให้โอกาสปีเตอร์เซ่นได้มีส่วนร่วมกับทีมในช่วงแรก กระทั่งปีเตอร์เซ่นยิงประตูในลีกได้สองนัดติดต่อกันช่วงเดือนกันยายน วันที่ 26 ตุลาคม 2011 บาเยิร์นลงเล่นกับอิงโกลสตั๊ดท์ในบอลถ้วยเดเอฟเบ โพคาล ปีเตอร์เซ่นที่ลงเล่นเต็มเกมกดไปสองเม็ดพาทีมชนะไปสบายๆ 6-0 มันเป็นการยิงเกมเดียวสองประตูหนแรก แต่ก็กลายเป็นการฉลองประตูหนสุดท้ายกับเสือใต้ด้วยเช่นกัน
หลังจากนั้นปีเตอร์เซ่นได้ลงเล่นกับทีมชุดใหญ่ของบาเยิร์นอีกประปรายแต่ก็ยิงประตูไม่ได้อีกเลย หลังจบฤดูกาลเค้าถูกส่งตัวให้แวร์เดอร์ เบรเมนยืมใช้งาน ปีเตอร์เซ่นยิง 11 ประตูจนทำให้เบรเมนตัดสินใจซื้อขาด สุดท้ายนีลส์ ปีเตอร์เซ่นที่สอบตกกับเสือใต้กลายเป็นกองหน้าที่โลดแล่นในระดับบุนเดสลีก้าต่อเนื่องไปอีกถึง 10 ปีกับเบรเมนและไฟร์สบวร์ก เค้ายิงประตูรวม 89 เม็ด(ลงเล่น 295 เกม)ในระดับบุนเดสลีก้า ทั้งยังเคยมีชื่อติดทีมชาติเยอรมันมาแล้วอีกต่างหาก
