Фамилия Петрахилев — яркий пример того, как редкая модель словообразования может многое рассказать о происхождении её носителей. В основе фамилии лежит имя Пётр, одно из самых распространённых на Руси после принятия христианства, но её финальная часть нестандартна. Вместо привычных суффиксов -ов или -ин мы видим элемент -илев. Это указывает на то, что фамилия образована не напрямую от имени Пётр, а от его производной формы — Петраха или Петрахил.

Скорее всего, Петраха — это обиходный, разговорный вариант имени Пётр, возникший в народной среде. В русских говорах суффикс -ах- (-аха) часто придавал именам пренебрежительный или просто фамильярный оттенок (сравните: Митроха от Митрофан, Ванюха от Иван). Таким образом, Петраха — это «Пётр» в бытовом, неофициальном звучании. А форма Петрахил, от которой и пошла фамилия, — это, вероятно, дальнейшее видоизменение того же корня: добавлением суффикса -ил- (как в именах Михаил, Даниил) имя как бы «удлинили» и придали ему более полное звучание. Получается, что Петрахилев — это буквально «сын Петрахила», то есть потомок человека, которого в обиходе звали Петраха или Петрахил.

Фамилия редкая, что говорит о её узкорегиональном или даже локальном происхождении. В отличие от массовых Петровых и Петрухиных, Петрахилевы могли сформироваться в конкретной местности, где закрепилась именно эта форма имени. Поскольку в основе лежит крестильное имя, сословной принадлежности фамилия не указывает: Петрахилевым мог быть и крестьянин, и мещанин, и священник. Единственное, что можно сказать с уверенностью: предок носителя этой фамилии был человеком, которого в его окружении называли не официально Петром, а по-свойски — Петрахой, и это прозвище закрепилось за его родом через необычную, но грамматически правильную форму Петрахилев.