Petteri Iivonen on kiistatta yksi viime vuosien parhaista suomalaisista viulutaiteilijoista, jonka soittoa on ylistetty muun muassa virheettömän tekniikan (Il Gazzettino) sekä herkkyyden ja harkitun fraseerauksen (Helsingin Sanomat) ansiosta. Vuonna 2010 Iivonen tuli toiseksi kansainvälisessä Jean Sibelius -viulukilpailussa ollen kautta aikojen vain toinen kilpailussa menestynyt suomalainen.
Iivosen uran kohokohtia ovat olleet esiintymiset Israelin Philharmonic Orchestran, Montreal Symphony Orchestran, Staatsphilharmonie Rheinland-Pfalz, Südwestdeutsche Philharmonie, Opera National de Paris, Royal Chamber Orchestra of Wallonia, New York Classical Symphony Orchestra, Israel Camerata Jerusalem, Helena Symphony, New European Ensemble ja Lithuanian National Symphony Orchestran kanssa. Hän on soittanut myös Unkarissa Pannon filharmonikkojen, Italiassa Orchestra Sinfonica del Friuli Venezia Giulian, Boliviassa National Symphony Orchestran, Koreassa Suwon Philharmonic Orchestran, Kazakstanissa Zhambyl State Philharmonicin ja Slovenian RTV sinfoniaorkesterin solistina sekä lisäksi Suomessa useasti lähes kaikkien orkestereiden kanssa.
Iivonen on esiintynyt myös Museé du Louvressa Pariisissa, Los Angelesin Walt Disney Concert Hallissa, Tokyo Opera Cityssä, Palacio de Festivales de Cantabria Espanjassa, Teatro Municipal do Rio de Janeiro ja Kodaly Centerissä Unkarissa. Kapellimestareista Iivonen on tehnyt yhteistyötä muun muassa Leif Segerstamin, Jukka-Pekka Sarasteen, Giancarlo Guerrero, Okko Kamun, Sakari Oramon, Chi-Yong Chung, John Storgårdsin, Jean-Jacques Kantorowin ja Hannu Linnun kanssa. Vuonna 2010 Iivonen soitti Tshaikovskin Viulukonserton Zubin Mehtan johdolla Tel Avivissa.
Petteri Iivonen on tuttu näky myös useilla musiikkijuhlilla suomessa, ja hänen kamarimusiikkipartnereistaan mainittakoon Elisabeth Leonskaja, Matti Salminen, Michel Lethiec, Clive Greensmith, Atar Arad, Nobuko Imai, Frans Helmerson, Monica Groop, Regis Pasquier, Paul Neubauer, Lilli Paasikivi ja Martin Beaver. Tämän lisäksi Iivonen on soittanut mm. Emerson- ja Tokyo-kvartettien kanssa.
Hän on Sibelius Piano Trion perustajajäsen, joka ensivelyllään sai Latinalaisen Grammy-ehdokkuuden (Best classical contemporary composition).
