Фамилия Петранова — женская форма фамилии Петранов, и её разбор стоит начать с мужского варианта. В основе лежит имя Пётр (от греческого «камень, скала»), а суффикс -анов указывает на принадлежность: Петранов — это «сын Петрана». Само имя Петран — это народная, разговорная форма канонического Пётр, широко распространённая в русских говорах. Такие формы образовывались с помощью уменьшительно-ласкательного суффикса -ан: Петран, Иван — Иванан, Степан — Степанан. Фамилия Петранов, таким образом, возникла в среде, где имя Пётр в быту произносили именно как Петран.

Географически фамилия Петранов и её женская форма Петранова встречаются в основном в центральных и северных областях России, где такие «усечённые» имена были особенно в ходу. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с прозвищем Петран, которое потом закрепилось как наследственное имя. В отличие от более известных фамилий Петров или Петрушин, Петранов — редкий вариант, который сохранил архаичную форму имени.

Словообразовательная модель здесь простая, но не самая типичная. Обычно от имени Пётр образуют фамилии через суффиксы -ов (Петров) или -ин (Петрин). Суффикс -анов встречается реже и часто указывает на то, что исходное имя было не полным, а именно прозвищным или диалектным. Это делает фамилию Петранова ценной для историков языка: она фиксирует живую речь, а не книжную норму.

Если говорить о социальном контексте, то носители фамилии Петрановы в дореволюционной России чаще всего были крестьянами или мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её народное происхождение. В современных справочниках фамилия Петранова встречается спорадически, без ярко выраженного регионального центра, что говорит о её постепенном рассеивании.