Фамилия Петреляк — редкий случай, когда даже без специальных знаний можно почти безошибочно определить её географию и корни. Фамилия с высокой вероятностью западноукраинская, точнее — из тех регионов, где говорят на гуцульском или буковинском говоре. Ключ к разгадке лежит не в основе, а в суффиксе.

Основа фамилии — имя Пётр, одно из самых распространённых крестильных имён в православном и греко-католическом мире. Но если бы фамилия образовалась в центральной России, она звучала бы как Петров, Петрухин или Петраков. Выходцы из Беларуси и восточной Украины скорее дали бы форму Петренко. А вот суффикс -як (Петр-е-ляк) — это классический признак западных областей Украины, особенно Карпатского региона. В польском и украинском языках суффикс -ак/-як часто обозначал сына, ученика или просто человека, связанного с кем-то: Петреляк — буквально «Петров», «Петров сын», но в местной, диалектной огласовке.

Вероятно, фамилия закрепилась в тех краях, где имя Пётр произносили с характерным «е» в середине — Петер, Петро, а затем добавили уменьшительно-патронимический суффикс. Встречаются варианты Петрак, Петрик, но Петреляк — более редкая и специфическая форма, которая могла возникнуть от прозвища Петреля (маленький Пётр, Петруша) с последующим добавлением -к. То есть предок носителя фамилии мог быть сыном человека по прозвищу Петреля.

Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, жившими на территории Австро-Венгерской империи (Галиция, Буковина) до её распада. В документах XIX века такую фамилию можно встретить в метрических книгах сёл нынешней Ивано-Франковской, Черновицкой или Закарпатской областей. Русская литература и словари фамилий почти не упоминают Петреляк, что подтверждает её узколокальное, карпатское происхождение.