Фамилия Пайтелинг — редкая, нестандартная для русского уха, и её происхождение лежит не в славянской, а в западно-европейской, скорее всего, немецкой или нидерландской среде. Основа фамилии — личное имя или прозвище, которое в разных германских языках могло звучать как Peit, Pait или Peitling. Наиболее вероятная версия связывает её с профессиональным прозвищем Peiter (от немецкого Peitsche — «кнут», «плеть»). Так могли прозвать возницу, пастуха или мастера, изготавливающего кнуты. Суффикс -ing в немецких фамилиях часто указывает на принадлежность к роду или месту: буквально «потомок Пайта» или «родом из местности Пайт».

Второй вариант, менее распространённый, но правдоподобный — топонимический. В Нидерландах и северо-западной Германии есть несколько хуторов и поселений с основой Peit (например, Peit в провинции Фрисландия). Тогда Пайтелинг — это «выходец из Пейта». Фамилии с таким окончанием (-ing, -ling) типичны именно для фризского и нижненемецкого ареалов, что укрепляет эту гипотезу.

На русскую почву фамилия попала, скорее всего, через потомков обрусевших немцев или голландцев, приглашённых в Россию в XVIII–XIX веках. В среде российских немцев фамилия могла писаться как Пейтелинг, Пайтелинг, а при записи в метрические книги — искажаться до Пайтелинг. Славянской внутренней формы (деления на корень и суффикс) у неё нет: это чисто заимствованная модель, где окончание -инг не склоняется по-русски, что выдаёт её иноязычное происхождение.

Таким образом, предки носителя фамилии Пайтелинг с высокой вероятностью были либо немецкими или нидерландскими крестьянами, скотоводами или ремесленниками (по прозвищу «кнутовщик»), либо выходцами из конкретной местности на севере Европы. Фамилия очень локальна и практически не встречается за пределами семей, сохранивших память о немецких корнях.