Фамилия Петлишнева хранит память о прозвище дальнего предка — Петлишень. Это прозвище, в свою очередь, связано со словом «петлица». В. Даль в своем словаре так описывает петлицу: «обметанная, пришивная, нашивная петля, для застежки на пуговицу; но в нашей одежде и особенно военной, нашивают галунные, гарусные цветные петлицы, для украсы, или для отлики, на воротники, на шляпы, шапки».

Скорее всего, Петлишнем называли человека, который носил одежду с множеством петлиц — это было заметной деталью облика, особенно в военной среде, где петлицы служили знаком отличия. Прозвище закреплялось за человеком как самое употребительное именование, а уже его потомки получили фамилию Петлишнева.

Менее вероятно, что в основе лежит слово «петельник» (сорванец) или «петельщик» (мастер, делавший петли и навески). В таком случае прозвище указывало бы на характер или ремесло предка, но версия с петлицами выглядит убедительнее — она проще и нагляднее.

Сама фамилия образована по типичной русской модели: к основе Петлишень добавляется притяжательный суффикс -ев-, что означает «сын Петлишеня». Форма Петлишнева — это женский вариант той же фамилии, который закрепился в обиходе. Такая словообразовательная цепочка характерна для фамилий, возникших из прозвищ, а не из крестильных имен, что делает ее особенно интересной для изучения семейной истории.