Фамилия Петернев — одна из тех, что на первый взгляд кажутся прозрачными, но при ближайшем рассмотрении ставят перед выбором между двумя разными корнями. Внешне она похожа на патроним (фамилию, образованную от имени), и это первое, что приходит в голову: основа «Петер» — это немецкая или скандинавская форма имени Пётр. Если так, то Петернев означает «потомок Петера», то есть Петра. Суффикс -ев указывает на принадлежность: чей? — Петернев. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от иноязычных имён (вспомните Шиллеров, Финогенов, Карлов).

Однако есть и более редкая, но не менее вероятная версия. В северных русских говорах, особенно в Архангельской и Вологодской губерниях, слово «петеря» или «петёра» означало нечто вроде «разиня», «растяпа», «человек, который всё теряет». Отсюда же глагол «петерять» — терять, ронять. Сравните с диалектным «петлять» (путать, делать бестолково). В этом случае прозвище Петерня получал нерасторопный или забывчивый человек, а его дети записывались как Петерневы. Эта версия объясняет редкий суффикс -нев, который нехарактерен для фамилий от полных канонических имён (там обычно -ов или -ин).

Географически фамилия редкая. В дореволюционных справочниках и современных базах данных Петерневы встречаются точечно — в основном на Русском Севере (Вологодская, Архангельская области) и в Поволжье. Это косвенно подтверждает диалектную версию: именно в этих регионах бытовало слово «петеря». Если бы фамилия массово пошла от немецкого имени, она была бы распространена шире и чаще попадалась бы в дворянских или купеческих родах, но этого не наблюдается.

С точки зрения словообразования примечателен сам суффикс -нев. Он встречается реже, чем -ов или -ин, и часто указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или -й (Петерь → Петернев). Фамилия могла изначально писаться как Петерневъ, с твёрдым знаком на конце, что было нормой до реформы 1918 года. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Петéрнев, хотя в некоторых говорах могли ставить на последний.

Таким образом, наиболее правдоподобно, что предки носителя фамилии Петернев жили на Русском Севере и получили прозвище за рассеянность или неловкость. Вторая, «именная» версия (от Петера) тоже возможна, но менее подтверждена географией и историей бытования.