Udo Petersoo alustas kooliteed Jõelähtmel, keskhariduse omandas ta Lundis (Rootsi) ja Sault Ste. Maries (Kanada). Ta lõpetas Waterloo luterliku ülikooli, Waterloo luterliku seminari teoloogia diplomiga ning Toronto ülikooli pedagoogika diplomiga. 1965. aastal alustas Udo Petersoo tööd Ontario gümnaasiumis õpetajana, pidades pedagoogi ametit 17 aastat.
Udo Petersoo ordineeriti vaimulikuks 9. veebruaril 1975. Ordinatsioonist alates täitis ta EELK Sault Ste. Marie eesti koguduse ja 1. juulist 1982 Toronto Vana-Andrease koguduse õpetaja ülesandeid, teenides mõlemaid kogudusi kuni surmani. 1987. aastal valiti ta EELK Kanada praostkonna praostiks ja EELK Konsistooriumi assessoriks.
1990. aasta 9. detsembril pühitseti Udo Petersoo Eesti Evangeeliumi Luteriusu Kiriku peapiiskopiks. EELK loodi sõjajärgsel ajal ühendamaks eesti luterlikke kogudusi paguluses. Peapiiskopina kandis ta hoolt eesti koguduste eest mitmel pool maailmas.
Pedagoogi ja vaimuliku töö kõrvalt pühendas Udo Petersoo palju jõudu ja energiat võitlusele Eesti rahva vabaduse eest. 1969. aastal valiti Udo Petersoo Eestlaste Kesknõukogu Kanadas koosseisu (aseesimees 1969 – 73 ja esimees 1973 – 81). Aastatel 1969 – 77 oli ta Kanada Balti Liidu esimees, 1969 – 73 Rahvusliku Välisvõitluse Nõukogu liige ja abiesimees, alates 1970. aastast Toronto Eesti Võitlejate Ühingu liige. 1982. aastal oli ta Ülemaailmsete Eesti Päevade Peakomitee liige ja esimese Ülemaailmse Eestlaste Kongressi esimees. Udo Petersoo oli aastaid Ülemaailmse Eestlaste Kesknõukogu liige. Ta oli ka ESTO 1984 ajal tähistatud Eesti rahvuslipu 100. aastapäeva komitee esimees.
Eesti huvide eest seismine oli Udo Petersoo jaoks lahutamatult seotud kirikliku tööga. 1986. aastal valiti ta EELK välisameti juhatajaks. Samal aastal oli ta Balti erihuvilise osakonna loomise algatajaks Kanada Evangeelse Luterliku Kiriku juurde ja oli kahel järgneval aastal selle esimees. Ta algatas ametlikud läbirääkimised Kanada Luterliku Kiriku piiskopi ja konsistooriumiga, et saavutada ametlik põhikirjaline topeltkuuluvus eesti kogudustele Kanadas. Eesti taasiseseisvumisel aitas ta kaasa heade suhete kujunemisele kodu- ja paguluskiriku ning kodu- ja väliseestlaste vahel.
Udo Petersoo oli noorpõlvest peale aktiivselt tegev skaudiliikumises. Ka peapiiskopi ametiülesannetes jätkas ta osalemist skautlikus tegevuses, olles Toronto Kalevi lipkonna vaimulik. Tema panust skautlusse on hinnatud mitmete teenetemärkidega.
Udo Petersoo on oma tegevuse eest pälvinud Kanada eestlaste teenetemärgi, Eesti Võitlejate Ühingu Kuld-teenetemärgi ja mitmeid tunnustuskirju Kanada valitsusorganeilt. Eesti Vabariigi President on autasustanud Udo Petersood Valgetähe IV klassi teenetemärgiga (2000) Eesti Vabariigi järjepidevuse hoidmise eest. Talle on antud Tori Kiriku Taastajate Ühenduse teeneterist (2001) erilise panuse eest II maailmasõja ohvrite mälestuse jäädvustamisel. Käesoleval aastal autasustas Eesti Evangeelne Luterlik Kirik Udo Petersood I järgu teeneteristiga.
Oma isa jälgedes liitus Udo Petersoo 1959. aastal Eesti Üliõpilaste Seltsiga. Ta oli aastatel 1969-1970 Toronto koonduse esimees, aastatel 1970 ja 1995 EÜSi vanematekogu liige. Oma silmapaistva panuse eest Toronto koonduse ellu pälvis ta suurima lugupidamise: 1995. aastal valiti Udo Petersoo teenete eest Eesti Vabariigi ja EÜSi ees Eesti Üliõpilaste Seltsi auvilistlaseks.
Udo Petersoo oli kirikujuht ja silmapaistev ühiskonnategelane, kes pühendas oma jõu pagulaskogukonna teenimisele ja Eesti vabaduse eest võitlemisele. Eesti Vabariigi Valitsus ja Eesti Evangeelne Luterlik Kirik hindavad väga kõrgelt tema teeneid väliseesti kiriku ja kogukonna ees ning sidemete hoidmisel ja koostöö edendamisel kodueesti kiriku ja ühiskondlike organisatsioonidega.
Udo Petersood jäävad leinama abikaasa Reet, pojad Alar Toomas ja Tõnu Elmar perekondadega ning tütar Taimi Laura.
Eesti Vabariigi Valitsus
Eesti Evangeelse Luterliku Kiriku
Konsistoorium
Eesti Üliõpilaste Selts