Paul Green och Ryan McLaughlin gjorde sina första mål för Latics, som avslutade back-to-back hem segrar under nyligen återvände chefen John Sheridan att flytta till inom tre punkter av säkerhet.
Oldham gav fri entré till alla fans i ett försök att arrestera deras nedgång i närvaro.
Och majoriteten av en 7224 folkmassa firade nästan genombrottet i 19: e minuten, bara för McLaughlin s skott att avböjas inches bred.
Oldham hotade igen när Green drog tillbaka ett högerkors och Peter Clarke sköt över från 10 yards.
Värdarna gjorde också en ljus start till andra halvan, med Green testa Posh målvakt Luke McGee och Clarke se hans huvud rensas av linjen av Michael Smith.
Oldham slog till efter 69 minuter när Dominic Ball drog ner McLaughlin och Green slitsade i straffet, skicka McGee på fel sätt.
Ledaren fördubblades åtta minuter från tiden när McLaughlin knackade på en sex-yard volley efter fin uppbyggnad av Anthony Gerrard och Aaron Amadi-Holloway.
Peterborough var långt under par och gick inte nära att göra mål förrän skada tid när Marcus Maddison klippte baren på avstånd.
Rapport från Pressföreningen.
Matchen slutar, Oldham Athletic 2, Peterborough United 0.
Andra halvlek, Oldham Athletic 2, Peterborough United 0.
Försök missade. Ousmane Fane (Oldham Athletic) höger fotade skott från utsidan lådan är nära, men missar till vänster.
Marcus Maddison (Peterborough United) träffar baren med en vänster fotad skott från utanför lådan.
Jamie Reckord (Oldham Athletic) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Marcus Maddison (Peterborough United).
Foul av Ousmane Fane (Oldham Athletic).
Dominic Ball (Peterborough United) vinner en frispark i defensiva halvan.
Substitution, Oldham Athletic. Michael Ngoo ersätter Aaron Holloway.
Substitution, Oldham Athletic. Billy McKay ersätter Ryan McLaughlin.
Mål!  Oldham Athletic 2, Peterborough United 0. Ryan McLaughlin (Oldham Athletic) höger fotade skott från höger sida av sex yard box till mitten av målet. Hjälpt av Aaron Holloway.
Försöket räddades. Oliver Banks (Oldham Athletic) höger fotade skott från mitten av lådan sparas i nedre vänstra hörnet.
Foul av Ryan McLaughlin (Oldham Athletic).
Leonardo Da Silva Lopes (Peterborough United) vinner en frispark på högerkanten.
Ousmane Fane (Oldham Athletic) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Michael Bostwick (Peterborough United).
Ryan Flynn (Oldham Athletic) visas det gula kortet för en dålig foul.
Foul av Anthony Gerrard (Oldham Athletic).
Paul Taylor (Peterborough United) vinner en frispark i defensiva halvan.
Hörnet, Oldham Athletic. Förföljd av Andrew Hughes.
Försök missade. Peter Clarke (Oldham Athletic) huvud från mitten av lådan är nära, men missar till vänster.
Hörnet, Oldham Athletic. Förföljd av Ryan Tafazolli.
Substitution, Peterborough United. Junior Morias ersätter Tom Nichols.
Försök missade. Aaron Holloway (Oldham Athletic) höger fotade skott från höger sida av lådan är för hög.
Hörnet, Oldham Athletic. Förföljd av Dominic Ball.
Försök missade. Paul Taylor (Peterborough United) höger fotade skott från utsidan lådan är nära, men missar till vänster.
Mål!  Oldham Athletic 1, Peterborough United 0. Paul Green (Oldham Athletic) konverterar straffet med en höger fotad skott till nedre högra hörnet.
Straffet Oldham Athletic. Ryan McLaughlin drar ett brott i straffområdet.
Straffet medgavs av Dominic Ball (Peterborough United) efter ett brott i straffområdet.
Hörnet, Oldham Athletic. Förföljd av Andrew Hughes.
Försök blockerat. Aaron Holloway (Oldham Athletic) höger fotade skott från höger sida av lådan är blockerad.
Hörnet, Oldham Athletic. Förföljd av Michael Smith.
Paul Green (Oldham Athletic) vinner en frispark på högerkanten.
Stöld av Andrew Hughes (Peterborough United).
Försök blockerat. Ryan McLaughlin (Oldham Athletic) höger fotade skott utanför lådan är blockerad.
Foul av Ousmane Fane (Oldham Athletic).
Leonardo Da Silva Lopes (Peterborough United) vinner en frispark i defensiva halvan.
Substitution, Peterborough United. Leonardo Da Silva Lopes ersätter Gwion Edwards.
Substitution, Peterborough United. Paul Taylor ersätter Lee Angol.
Paul Green (Oldham Athletic) vinner en frispark på högerkanten.
Oldham ökade deras League One överlevnad hoppas med seger över play-off jagar Peterborough.