Il a fait ses débuts en Coupe du monde au début de l'année 2002. Son premier podium intervient le à Trondheim et sa première victoire le à Ramsau am Dachstein. Entre-temps, il devient champion du monde par équipe en 2005 avec la Norvège. Aux Jeux olympiques d'hiver de 2006, il termine au pied du podium (quatrième) à l'épreuve individuelle à un dixième de son compatriote Magnus Moan[1]. En 2008, il termine deuxième de la Coupe du monde derrière Ronny Ackermann après trois victoires en fin de saison à Liberec, Lahti et Oslo. En 2010, il participe à ses deuxièmes Jeux olympiques à Vancouver.
Petter Tande arrête sa carrière en 2011 et se reconvertit en tant que pêcheur[2].