Petter Naess commence à travailler à 20 ans comme assistant à la production et à la réalisation du département théâtral de l'Office norvégien de Radiodiffusion. Parallèlement, il joue la comédie dans les cabarets dans les théâtres de la périphérie d'Oslo.

En 1986, il devient directeur d'un théâtre et passe à la mise en scène, notamment avec l'adaptation du roman Elling. Il apparaît également au début des années 90 au casting de téléfilms et long métrage de cinéma.

En 1999, il passe à la réalisation avec la comédie Absolute hangover. Deux ans plus tard, il décide d'adapter le roman Elling au cinéma. Le film obtient un immense succès commercial en Norvège et est nommé à l'Oscar du meilleur film étranger.