Фамилия Петошина образована от народной уменьшительно-ласкательной формы Петоша, которая в старину заменяла полное имя Пётр. Само имя пришло из древнегреческого языка и переводится как «камень», «скала». В православной традиции это имя прославлено апостолом Петром, одним из двенадцати учеников Христа, которого называют первоверховным — именно на него, по евангельскому преданию, Христос обещал построить свою церковь. Поэтому имя Пётр веками оставалось одним из самых частых на Руси, а от его обиходных форм — Петруша, Петя, Петька, Петоша — пошло множество фамилий.

Разбор фамилии показывает типичную для русской ономастики модель: к основе Петош- присоединён суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Такую форму обычно давали по отцу: Петоша — это глава семьи, а его дети и жена записывались как Петошины. Со временем фамилия закрепилась за родом и перестала зависеть от имени конкретного человека. Стоит заметить, что форма Петоша встречается реже, чем Петруша или Петя, поэтому фамилия Петошина заметно выделяется на фоне многочисленных Петровых и Петрушиных — она звучит архаичнее и сохраняет колорит народной речи.

Если говорить о географии, то фамилия не принадлежит к числу широко распространённых. Её носители встречаются в центральных областях России и в Поволжье, где веками жили крестьянские и мещанские роды. В документах XVII–XIX веков подобные отчества и фамилии фиксировали у простых людей — крестьян, ремесленников, мелких служилых. Дворянских родов с такой фамилией не известно, что лишний раз подтверждает её «народное» происхождение.

Интересно, что в некоторых говорах Петошей могли называть не только Петра, но и человека с твёрдым, «каменным» характером — здесь срабатывала смысловая связка с переводом имени. Однако более правдоподобно видеть в основе именно личное имя, поскольку прозвищные фамилии от нарицательных слов в русском языке обычно оформлялись иначе. Так что потомки человека по имени Петоша со временем получили фамилию Петошина — и она сохранила память о том, как звучало домашнее имя их далёкого предка.