Bil je sin zidarja in gospodinje Frančiške, rojene Kosmač. V ljudski šoli, ki jo je obiskoval v Cerknem, so opazili njegovo zanimanje za risanje. Dali so ga v uk k domačemu podobarju Jožefu Štravsu. Pri njem je ostal tri leta (od 1897 do 1900) in se izučil za podobarskega pomočnika. Tu se je srečal tudi s fotografijo. Iz Cerknega je odšel nabirat znanje v Gradec, od tam v Hallein, Leoben, Brick, Celovec in v Gorico. Izpopolnjeval se je pri raznih podobarjih in pozlatarjih, v fotografiji verjetno pri mojstru Johanu Greissu v Leobnu.
Po vrnitvi domov leta 1907 se je v največji meri ukvarjal z obnavljanjem cerkva. Za cerkev sv. Ane v Cerknem je izdelal okvirje za nov križev pot. Po njegovem načrtu je narejeno tudi ostrešje zvonika. Prepleskal je notranjost cerkve sv. Ivana in obnovil slikarijo na stropu cerkve sv. Jurija v Šebreljah. Obnavljal je še v cerkvah na Bukovem, v Godoviču, Žireh in v Kanalskem Lomu. Štejemo ga za enega zadnjih mojstrov cerkljanske podobarske šole.
Peternelj je bil aktiven in iznajdljiv človek. Leta 1917 si je doma v Cerknem uredil temnico in fotografski atelje. Kot zavednemu Slovencu mu italijanske oblasti med okupacijo (1918–1943) niso izdale dovoljenja za opravljanje obrti. Kljub temu je imel, kot edini fotograf, vsaj na začetku precej dela. Zelo aktiven je bil tudi pri vseh tedanjih društvih in, kot član Slovenskega kmetijskega izobraževalnega društva in njegovega pevskega zbora, sodeloval v bogatem kulturno-prosvetnem življenju Cerkljanov ter bil aktiven član planinskega in gasilskega društva.
S svojimi fotografijami je ustvaril dragocen arhiv foto dokumentov. Prve so bile posnete na samem začetku 20. stoletja. Ohranili so se najrazličnejši posnetki, povečini negativi na steklenih ploščah z motivi iz vsakdanjega življenja. Beležil je različne elemente delovnih procesov, fotografiral osebe, pokrajine z naselji, bivalna okolja, poklice, prireditve in važne življenjske dogodke, kar je dragocenega etnološkega pomena.
Zbirko hrani Cerkljanski muzej.
Prezelj, V. Prispevki k zgodovini Cerkljanske.Idrija,1992.
Bizjak, I. (1981). Cerkljanski fotograf Franc Peternelj:iz starih fotografskih albumov. Kronika, letnik 29, št. 3, str. 281–282.