Фамилия Петлеха — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её звучание не типично для русских фамилий, и это сразу наводит на мысль, что корни здесь иные. В русской среде такая фамилия могла появиться в результате украинского или белорусского влияния, где суффикс -еха характерен для прозвищ и фамилий (сравните: Суета — Суетеха, Грива — Гривеха). Таким образом, Петлеха — это, скорее всего, прозвище, образованное по продуктивной модели от основы «петл-».

Самая прямая версия связывает фамилию со словом «петля». Прозвище Петля или Петлеха мог получить человек, занимавшийся изготовлением петель, шорник или портной, либо тот, кто имел какую-то особенность в походке или поведении — например, «петлял», путал следы. В говорах «петлять» означало не только идти извилисто, но и хитрить, уклоняться от прямого ответа. Так что носитель фамилии мог слыть человеком не прямолинейным, изворотливым. Менее вероятно, но допустимо, что основа восходит к диалектному «петлеха» в значении «петух» — в некоторых областях так называли задиристого, бойкого человека.

Словообразовательный суффикс -еха в русских фамилиях встречается редко, но в украинской и белорусской ономастике он обычен. Он придаёт основе оттенок просторечия, даже некоторой грубоватости. Поэтому фамилия Петлеха могла закрепиться за выходцем из западнорусских земель или с Украины, где такие модели бытовали активнее. В документах XIX века фамилия фиксируется преимущественно на территории современных Черниговской и Киевской областей, что подтверждает её южнорусское или украинское происхождение.

Спорных версий тут немного. Иногда Петлеху пытаются возвести к имени Пётр через уменьшительную форму Петля (Петя), но это натяжка: от имени Пётр в русском языке есть фамилии Петров, Петин, Петрухин, а форма Петлеха не вписывается в стандартные уменьшительные суффиксы. Если и допускать такую связь, то только через прозвище, которое уже вторично переосмыслили как производное от имени. Но более правдоподобно всё же держаться за «петлю» как за основу — это даёт ясную и логичную картину: предок был либо мастером, либо человеком с характерной манерой поведения.