Petrine Arnesen (født 26. juni 1843 i Skiptvet, død 1922 i Kristiania) var fotograf.
Oppgir yrket fotograf ved folketellinga 1885, da hun var bosatt i Mariboes gate 8b. Fra omkring 1887 til omkring 1900 hadde hun forretningsadresse Kongens gate 7 i Kristiania. I folketellinga 1900 er hun oppført som ugift fotograf på adressa Trio i Aker.
I folketellinga 1910 er hun ikke lenger oppført som fotograf, men har slipssøm som yrke. Hun bodde da i Welhavens gate 4, og var fortsatt ugift.