Zunächst entwickelte sich ein ansehnliches Spiel mit Torchancen auf beiden Seiten. Die Gäste hatten dabei das Glück, dass der nach einer Verletzungspause zurückgekehrte Stammtorwart Alexander Schwolow auf Anhieb wieder ein zuverlässiger Rückhalt war.
In der dritten Minute lenkte er einen Schuss von Levin Öztunali um den Pfosten. Danach war er zur Stelle, als Ridle Baku (18.) aus 20 Metern abzog und schließlich wehrte er einen Flachschuss von Jean-Pierre Mateta (26.) ab. In dieser Szene ließ der Franzose bei seinem Startelf-Comeback nach Monaten sein Können aufblitzen.
Die Freiburger waren bis dato nur einmal richtig gefährlich vor dem Mainzer Tor aufgetaucht, als nach hart geschlagener Flanke von Christian Günter der Ball vom Oberschenkel des 05-Verteidigers Alexander Hack dem Südkoreaner Kwon (7.) vor die Füße fiel. Doch der verfehlte das Tor. Erfolgreicher war der Stürmer aus Seoul in der 28. Minute: Bei einer scharfen Hereingabe von Petersen brauchte Kwon nur den Fuß strecken, um den Ball zur Führung ins Tor zu lenken.
Zehn Minuten später waren die Platzherren dicht am Ausgleich, doch nach dem präzisen Freistoß von Ridle Baku wehrte Schwolow den Kopfball von Moussa Niakhaté erneut stark ab. Stattdessen konnten die Freiburger vor dem Pausenpfiff noch auf 2:0 erhöhen: Nach einem Pass von Günter auf Manuel Gulde, der den Ball über den herausgelaufenen 05-Torwart Robin Zentner gehoben hatte, konnte Niakhaté nur unkontrolliert klären, so dass Petersen aus Nahdistanz ins leere Gehäuse schießen konnte.
Für den 31-jährigen Angreifer war es der 84. Treffer für den SC Freiburg, mit dem er zum neuen Rekordtorschützes des Vereins wurde. Bisher hielt Bundestrainer Joachim Löw die Club-Bestmarke mit 83 Toren.
Die Mainzer mühten sich nach dem Wiederanpfiff, die erste Heimniederlage gegen Freiburg noch zu verhindern - doch vergebens. Vielmehr hatten sie Glück, in der 57. Minute nicht noch das dritte Tor zu kassieren. Petersen rannte an der Grundlinie entlang, legte auf Kwon zurück, dessen Schuss der auf der Torlinie stehende Niakhaté abwehrte. Am Ende erzielte Mateta mit einem Kopfball das zu späte 2:1.