Il retourne avec les Dolphins pour la saison 1992, mais ne parvient toujours pas à se faire une place dans l'équipe et se retrouve dans leur practice squad (équipe réserve) avant d'être libéré durant la saison. En 1993, les Dolphins font appel à Pederson après une blessure de Dan Marino qui met fin à sa saison, et il devient le quarterback réserviste à Scott Mitchell. Il prend part à sept parties, mais aucune comme titulaire, durant cette saison[1].
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Carrière d'entraîneur
Après s'être retiré de sa carrière de joueur, il devient en 2005 l'entraîneur principal à Calvary Baptist Academy, une école secondaire privée à Shreveport en Louisiane. Il occupe ce poste durant trois ans avant de rejoindre les Eagles de Philadelphie comme coordinateur du contrôle de la qualité offensive en 2009. En 2011, il est promu au titre d'entraîneur des quarterbacks avec les Eagles.
En , il devient le coordinateur offensif des Chiefs de Kansas City[3]. Il occupe cette fonction durant trois saisons.
Le , il retourne avec les Eagles en étant nommé entraîneur principal[4]. Après une première saison où son équipe termine avec une fiche de 7 victoires et 9 défaites, il mène les Eagles lors de la saison 2017 à une fiche de 13 victoires et 3 défaites, la première place de la division NFC East et une place en phase éliminatoire. Directement qualifiés pour le tour de division, les Eagles battent tour à tour les Falcons d'Atlanta 15 à 10 et les Vikings du Minnesota 38 à 7, puis remportent le Super Bowl LII en battant les Patriots de la Nouvelle-Angleterre 41 à 33.
La saison 2020 est difficile pour Pederson et les Eagles, qui terminent la saison avec une fiche de 4 victoires, 11 défaites et un match nul. Celle-ci est marquée par de nombreuses blessures de joueurs, principalement sur la ligne offensive, et de contre-performances du quarterback Carson Wentz, amenant Pederson à le mettre sur le banc et le remplacer par le débutant Jalen Hurts lors de la 13e semaine. Lors de la dernière rencontre de la saison régulière contre Washington, il est accusé d'avoir tenté de perdre délibérément la partie afin que l'équipe puisse obtenir un meilleur rang à la draft, en mettant notamment Jalen Hurts sur le banc au profit du remplaçant Nate Sudfeld durant la partie[5]. Au terme de la saison, il est renvoyé par les Eagles le [6].