Im Jahr 784 (Ersterwähnung Petershagens) konnte Karl der Große hier die Weser auf Grund eines Hochwassers nicht überqueren.
Die Altstadt befindet sich am rechten Weserufer und hat interessante Sehenswürdigkeiten zu bieten: Das Schloss Petershagen im Stil der Weserrenaissance, das Alte Amtsgericht mit ehemaligem Gefängnis, die Petrikirche (Weserrenaissance), das ehemalige Fischerviertel und die Alte Synagoge, ein Dokumentationszentrum für jüdische Orts- und Regionalgeschichte. Sehenswert sind auch die Lechner-Figuren, die über das Stadtgebiet verteilt sind.
Am südlichem Ortsrand der Altstadt, am Uferhang zur Weser steht die Büsching'sche Windmühle.