Фамилия Патреляк — довольно редкая и нестандартная для русского уха. Её происхождение почти наверняка связано не с великорусской, а с западнославянской или южнославянской средой. Прежде всего, обращает на себя суффикс -як. В польском, украинском, белорусском и отчасти в чешском языке он образует фамилии от личных имён, прозвищ или названий занятий (ср. поляк, хитряк, Костяк). Таким образом, Патреляк — это «сын» или «человек Патреля».

Корень фамилии — Патрель. Это, скорее всего, вариант имени Патрикей (Патрикий) или Патерн. В народной речи имя Патрикей, имеющее латинское происхождение (patricius — «патриций», «знатный»), давало много производных: Патря, Патруня, Патрель. Форма Патрель могла возникнуть как ласкательное или уменьшительное, а затем закрепиться в качестве прозвища. В таком случае фамилия Патреляк означает «потомок Патреля», то есть человека, которого в быту звали уменьшительным именем Патрель.

Есть, однако, и менее очевидная версия, связанная с географией. В польских и украинских говорах слово «патрель» или «патреля» могло быть диалектным названием какого-то предмета или животного. Например, в некоторых регионах так называли большую, неуклюжую вещь или, напротив, человека с определённой манерой ходьбы. Но эта версия слабее, так как не имеет широкой словарной поддержки, и имя собственное здесь выглядит более надёжным источником.

Особенность фамилии в том, что она практически не встречается в центральной России. Её ареал — западные области Украины, юго-восток Польши, возможно, Беларусь. В России фамилия Патреляк — пришлая, попавшая, скорее всего, в ходе миграций XIX-XX веков. Поэтому искать её корни стоит не в московских боярских списках, а в метрических книгах униатских или католических приходов Галиции или Волыни.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: основа (Патрель) + суффикс принадлежности (-як). Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Патреля́к, что типично для польских и украинских фамилий на -як. В русском языке ударение иногда смещают на второй слог, но это уже вторичное явление.