Фамилия Петляков образована от прозвища Петляк, восходящего к слову «петля» - «нитка, веревка, сложенная мочкой». Такое прозвище могли дать военному, на мундире которого было множество петлиц: декоративных или служащих знаками отличия. Менее вероятна связь фамилии Петляков со словом «петельник» (сорванец), «петелевой» (затруднительный, стеснительный) или «петельщик» (тот, кто делал петли, навески). В данном случае, фамилия могла указывать на особенности характера предка либо на его род занятий. Среди наиболее известных однофамильцев — Владимир Михайлович Петляков (1891 — 1942), советский авиаконструктор, разработчик тяжёлый бомбардировщиков Пе-8 и Пе-2. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Петляк, со временем получил фамилию Петляков.