Фамилия Петеряков — редкий случай, когда в основе лежит не крестильное имя, а прозвище или уменьшительная форма, которую не сразу определишь на слух. Вопреки ожиданию, корень здесь не от имени Пётр (Петя), а от другого, менее распространённого имени — Петер. Это западная форма того же Петра, бытовавшая у католических народов: немцев, поляков, чехов. В русской среде она могла появиться через контакты с переселенцами или пленными, но чаще — как прозвище человека, которого дразнили «Петером» за манеры или одежду, напоминавшие иностранца.

Суффикс -як- в основе «Петеряк» указывает на принадлежность к группе или характерный признак: так на Руси образовывали прозвища вроде «сибиряк» (житель Сибири) или «толстяк» (толстый человек). Петеряк — это «тот, кто связан с Петером»: либо сын человека по имени Петер, либо человек, прозванный за сходство с ним. А фамильный суффикс -ов превратил это прозвище в фамилию, отвечая на вопрос «чей?» — Петеряков, то есть потомок Петеряка.

Географически фамилия тяготеет к областям, где исторически смешивались русское и западнославянское население. Наибольшая концентрация Петеряковых фиксируется в Псковской и Смоленской областях, а также на юге Брянщины — регионах, граничивших с Великим княжеством Литовским. Там прозвище «Петер» было более понятным, чем в глубине московских земель.

В отличие от фамилий на -ин (Петерин, Петров), форма Петеряков сохранила редкий словообразовательный ход: сначала прозвище на -як, потом фамилия на -ов. Это делает её ценной для ономастики — она показывает, как фамилии могли возникать не напрямую от имени, а через промежуточное прозвище, отражающее социальную или этническую характеристику предка.