Фамилия Петькелев — редкий пример отчества, образованного не от полного церковного имени, а от его просторечной, «домашней» формы. В основе лежит имя Петька, уменьшительное от Пётр. Но не торопитесь записывать её в разряд распространённых «петровских» фамилий: суффикс -елев указывает на необычный путь словообразования.

Обычно от имени Петька образовывали фамилию Петькин (с суффиксом -ин, означающим «чей?»). Петькелев же строится иначе: сначала от Петька сделали форму отчества Петькел — так в некоторых русских говорах звучало «Петькин сын». Затем к этому отчеству добавили типичный «фамильный» суффикс -ев. Иными словами, Петькелев — это «внук Петьки», а не просто «сын Петьки». Такая двойная суффиксация (сначала -ел, потом -ев) встречается редко и характерна для северных и северо-восточных областей России, где любили усложнять словообразовательные модели.

Вторая, менее вероятная версия возводит фамилию к прозвищу Петькель. В псковских и тверских говорах «петькать» означало «петь пискляво, тонко», так могли прозвать обладателя высокого голоса или завзятого певца. Тогда Петькель — человек с такой манерой пения, а Петькелев — его потомок. Но эта гипотеза слабее: слишком много допущений, и фамилия уверенно ложится в гнездо имени Пётр.

Социально фамилия принадлежит к крестьянскому или мещанскому сословию. В дворянских родах такие «домашние» формы не приживались — там предпочитали Петровы или Петрищевы. Петькелевы, скорее всего, жили в глухих деревнях, где церковное имя Пётр в быту почти вытеснилось уменьшительным Петька, а от него по местной диалектной привычке создали не «прямое», а «внучатое» отчество. Найти фамилию можно в метрических книгах Вологодской, Архангельской и Костромской губерний — там такая модель встречается чаще всего.