Фамилия Петлевский — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все остальные версии. Суффикс -ский указывает на происхождение от названия места: такую фамилию получал либо помещик по названию своего имения, либо его крестьянин, переписанный по месту жительства. В случае с Петлевским это почти наверняка топонимическая фамилия, а не производная от прозвища.

Корень здесь — «Петл-». Самое прямое и логичное объяснение: название населённого пункта Петлево или Петлевка. Такие топонимы действительно существуют (например, деревня Петлево в Тверской области). Название деревни, в свою очередь, скорее всего, произошло от прозвища или некалендарного имени Петля. Что могло означать такое прозвище? В русских говорах «петля» — не только швейная деталь, но и изгиб реки, излучина, а также хитрый, изворотливый человек. Прозвище Петля могли дать тому, кто жил на крутом повороте реки, или, в переносном смысле, человеку с неоднозначным характером. Версия с ремеслом (петельщик, делающий петли для одежды) менее вероятна для образования фамилии на -ский — такие профессиональные фамилии чаще оформлялись суффиксами -ов/-ев.

Вторая, менее вероятная версия, — от имени Пётр через промежуточную форму. В народном произношении имя Пётр могло дать уменьшительную форму Петля (по аналогии с Петруня, Петруха). Однако тогда логичнее ожидать фамилии Петлёв или Петлин. Суффикс -ский в этом случае выглядит искусственным, книжным, что характерно для фамилий, полученных в семинарской среде. Но для Петлевского это скорее исключение: основа слишком бытовая для искусственной семинарской фамилии, которые часто образовывали от латинских или греческих корней.

Таким образом, наиболее правдоподобно, что предок носителя фамилии Петлевский был либо владельцем, либо жителем деревни Петлево (Петлевка). Владельческая версия (дворянская) менее вероятна из-за редкости фамилии — массовых дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Скорее всего, это фамилия крестьянская или однодворческая, закреплённая за выходцами из одного конкретного села. Встречаемость фамилии невысокая, что подтверждает её узкую локальную привязку.