Фамилия Петлеванова — редкий случай, когда основа прозвища не лежит на поверхности. В отличие от очевидных ремесленных или «птичьих» фамилий, здесь ключ к разгадке — в суффиксе и возможной диалектной основе.

Словообразовательная модель указывает на то, что фамилия образована от прозвища или имени Петлеван с помощью типичного русского патронимического суффикса -ов (женская форма — -а). Суффикс -ан в русских прозвищах часто придавал слову оттенок просторечия, уменьшительности или указывал на человека по действию (ср. рвать — рван, драть — дран). Таким образом, Петлеван — это, скорее всего, человек, который «петлял» или имел отношение к петле.

Самая правдоподобная версия — происхождение от глагола «петлять», то есть ходить извилистым путём, путать следы. В этом случае Петлеваном могли прозвать хитрого, увёртливого человека, который не шёл напрямую, а «петлял» в разговоре или в делах. Менее вероятна, но допустима связь с ремеслом: в некоторых говорах «петля» — это не только швейная деталь, но и часть рыболовной снасти или силка для ловли птиц. Тогда Петлеван — либо портной, либо охотник, ставивший петли-ловушки.

Встречается и более редкая, но тоже имеющая право на жизнь версия: от диалектного слова «петля» в значении «петух» (по созвучию с «петух»). В таком случае прозвище Петлеван мог получить драчливый или голосистый человек. Однако эта гипотеза слабее, так как для петуха в русских говорах гораздо больше распространены формы «петух», «петун», «петел».

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям, где был активен суффикс -ан в прозвищах. Встречаются и однокоренные варианты: Петлеватый, Петляков, Петлин. Все они, скорее всего, вышли из одной среды — крестьянской или посадской, где прозвища давали по поведению или мелкому промыслу. Сословных перегородок фамилия не знала: Петлевановы могли быть и крепостными, и однодворцами. Точных сведений о первом носителе нет, но логика подсказывает: родоначальник был человеком не прямолинейным — либо хитрецом, либо мастером ловить силками.