Фамилия Петленко — типичный пример украинской фамилии, образованной от прозвища с помощью патронимического суффикса -енко. Этот суффикс, самый распространённый в украинской ономастике, изначально означал «сын» или «потомок того-то». То есть Петленко — буквально «сын Петли», а в более широком смысле — потомок человека, носившего прозвище Петля.

Само прозвище Петля восходит к нарицательному слову, но его значение неоднозначно. В прямом смысле петля — это нитка или верёвка, сложенная мочкой. Однако в народной речи это слово приобрело несколько переносных смыслов, каждый из которых мог лечь в основу прозвища.

Наиболее правдоподобной выглядит версия о ремесленном происхождении прозвища. Петлёй могли называть кузнеца или мастера, который изготавливал дверные петли-навески — предмет обихода, необходимый в каждом доме. Профессиональные прозвища часто закреплялись за родом занятий и передавались потомкам, поэтому эта гипотеза хорошо вписывается в общую картину образования фамилий.

Есть и другие объяснения. Например, петлями на мундире называли знаки отличия или декоративные нашивки. В таком случае прозвище Петля мог получить военный, чья форма была богато украшена этими элементами. Также нельзя полностью исключать, что так прозвали охотника, умевшего распутывать заячьи следы, которые в охотничьем обиходе называли петлями.

Стоит отметить, что фамилия Петленко бытует преимущественно на территории Украины, что подтверждает её происхождение именно от украинской модели именования. Со временем прозвище Петля, изначально присоединённое к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах, закрепившись в форме фамилии за потомками.