Фамилия Петерюхин образована от имени Петерюха — так в народе ласково или шутливо называли человека по имени Пётр. Само имя Пётр пришло из древнегреческого языка и означает «камень», «скала». Значит, в основе фамилии лежит не прозвище, а крестильное имя, которое на русской почве получило уменьшительную форму с характерным суффиксом.

Такая модель образования типична для русских фамилий: к основе имени добавляли суффикс принадлежности -ин, который отвечал на вопрос «чей?». Петерюхин — это сын, внук или потомок Петерюхи. Подобные формы имён были широко распространены в повседневной речи, особенно в крестьянской и мещанской среде, где полное церковное имя использовали редко, а в быту предпочитали его домашние варианты.

Интересно, что форма Петерюха, а не более привычные Петя или Петруха, указывает на определённую региональную или диалектную особенность. В некоторых говорах суффикс -юх- придавал имени не только уменьшительность, но и оттенок фамильярности или даже лёгкой иронии. Сравните с однокоренными фамилиями Петрухин, Петрюхин или Петерухин — все они восходят к одному источнику, но различаются деталями произношения и записи, что отражает живую народную традицию.

Сам по себе суффикс -юх- встречается в русском языке нечасто, но именно он делает фамилию Петерюхин узнаваемой и отличает её от более распространённых вариантов. В написании фамилии могла со временем закрепиться буква «е» в первом слоге, хотя в устной речи нередко звучало «и» — отсюда возможные варианты Петерюхин и Петирюхин. Точных сведений о географии фамилии или о знаменитых носителях в открытых источниках мало, но это не умаляет её ценности как свидетельства живого народного словообразования.