Фамилия Петресёва — редкий случай, когда женская форма закрепилась в документах как основная, но разговор о её происхождении всё равно ведётся от мужского варианта Петресёв. В основе лежит имя Пётр, которое в русской ономастике дало десятки производных фамилий: Петров, Петрищев, Петрушин, Петраков. Петресёв стоит в этом ряду особняком из-за необычного суффикса -ес-.

Словообразовательная модель здесь такая: к имени Пётр добавили суффикс -ес- (Петрес), а затем — притяжательный суффикс -ёв, указывающий на принадлежность («чей?» — Петресёв). Суффикс -ес- в русских фамилиях встречается редко, чаще он попадал в язык из украинской или белорусской традиции, где мог означать уменьшительно-ласкательную форму или, наоборот, прозвищное образование. В украинском языке, например, известна форма Петреса — так могли в шутку называть человека, подчёркивая его связь с именем Пётр, но с местным говорным оттенком.

Географически фамилия Петресёв (и Петресёва) тяготеет к южнорусским и пограничным с Украиной областям. В дореволюционных переписях она встречалась в Воронежской и Курской губерниях, где смешение великорусских и малороссийских говоров давало подобные словоформы. Носитель фамилии, скорее всего, был потомком крестьянина или однодворца, которого в быту звали Петреса — не просто Петром, а с особым, возможно, ироничным или ласковым оттенком.

Важный момент: фамилия Петресёва не имеет отношения к греческому «петрос» (камень) напрямую — это чисто славянское образование от крестильного имени. Искать в ней «каменную» семантику не стоит. Зато стоит обратить внимание на ударение: в большинстве говоров оно падает на последний слог — Петресёва, хотя в некоторых диалектах могли произносить и Петре́сова. Второй вариант грамматически возможен, но исторически менее вероятен, так как суффикс -ёв под ударением типичен для фамилий от имён с основой на твёрдый согласный.

Если сравнивать с однокоренными, то Петресёв стоит ближе к фамилиям типа Петрищев (суффикс -ищ-) или Петрусев (суффикс -ус-), чем к массовому Петрову. Это указывает на индивидуальное, почти прозвищное происхождение: предка выделяли из среды других Петров, называя его особым образом.