Фамилия Пертрожицкая — редкий случай, когда написание настолько нестабильно, что сразу выдаёт нерусское происхождение. В документах встречаются варианты Петрожицкая, Петрожецкая и даже Петрожицка, что указывает на польский или западнорусский (белорусский, украинский) ареал. Основа фамилии — личное имя Пётр, но не напрямую, а через производную форму.

Скорее всего, в основе лежит уменьшительное Петрожа (Петроша, Петрусь) или прозвище Петрожицкий — «тот, кто живёт у Петра» или «сын Петра». Суффикс -ицк-/-ыцк- характерен для фамилий польского и украинского дворянства (шляхты) или для тех, кто переселился из этих земель в Россию. В русской традиции чаще встречается -ов/-ев, а -ский с мягким окончанием — маркер географии.

Самая правдоподобная версия: фамилия образована от названия населённого пункта вроде Петрожице, Петрожицы или Петрожец. Такие топонимы есть в Польше (Pietrzyce, Pietrzykowice) и на западе Украины. Владелец такого поместья или выходец оттуда получал прозвание «Пертрожицкий», которое со временем закрепилось за потомками. Начальное «Пер-» вместо «Петр-» — следствие диалектного произношения или ошибки писарей: в польском языке «trz» читается как «тш», а на слух русский писец мог записать «Пертр».

Сословная принадлежность, скорее всего, шляхетская или мещанская. В крестьянской среде фамилии на -ский приживались реже, а вот мелкопоместная шляхта, особенно на Волыни и в Подолье, активно использовала такую модель. Если предки носили Пертрожицкую фамилию, стоит искать их в метриках бывших польских губерний — Гродненской, Волынской, Киевской.

Однокоренные фамилии — Петровский, Петражицкий, Петрушевский — встречаются чаще, но Пертрожицкая выделяется именно редким написанием. Это не вариант ошибки, а самостоятельная форма, сохранившая местный колорит.