Фамилия Петражицкая — женская форма фамилии Петражицкий. Это типичная польско-белорусская фамилия на -ский/-цкий, которая указывает на происхождение от географического названия. В основе лежит топоним Петражице (Петражицы) — таких деревень и усадеб несколько в Польше (например, в Лодзинском или Мазовецком воеводствах) и на западе Беларуси. Фамилия образована по классической модели: к названию места на -ице/-ицы добавили суффикс -ск-/-цк-, а затем окончание, указывающее на принадлежность. Человек, получивший прозвище Петражицкий, был либо выходцем из Петражиц, либо владельцем тамошнего имения.

Корень названия — личное имя Пётр (от греческого petros — «камень»). В польском языке распространены уменьшительные формы Пётр, Пётрек, Петраш, Петрак. Форма Петраж — диалектный вариант, от которого и пошёл топоним. То есть Петражице — это «селение людей Петра» или «место, принадлежащее Петру».

Фамилия Петражицкий известна в дворянской среде Речи Посполитой. Носители этой фамилии в XVI–XVIII веках упоминаются среди мелкой шляхты, владевшей землями в окрестностях Петражиц. В Российской империи после разделов Польши фамилия распространилась на территории современных Украины, Беларуси и Литвы. Самая известная фигура с этой фамилией — Лев Иосифович Петражицкий (1867–1931), правовед и социолог, один из основателей психологической школы права. Он происходил из польского дворянского рода Витебской губернии.

Женская форма Петражицкая не несёт самостоятельной этимологии — это просто указание на то, что женщина принадлежит к роду Петражицких или замужем за Петражицким. В современных русских документах фамилия встречается редко, чаще — у потомков польской шляхты, переехавших в центральную Россию и Сибирь в XIX–XX веках.