Фамилия Петриевский вряд ли связана напрямую с канонической формой имени Пётр — её основа лежит глубже, в народных, разговорных вариантах этого имени. Скорее всего, в её основе лежит форма Петряй, одна из многих производных форм имени Пётр (в переводе с греческого — «камень, скала»). Переход «я» в «е» в корне — явление нередкое, результат влияния языковых процессов, аканья или унификации написания, поэтому Петриевский и Петряевский — фактически варианты одной фамилии.

У имени Пётр огромное количество уменьшительных и обиходных форм: Петра, Петря, Петруня, Петруся, Петруха, Петруша, Петряй, Петряка, Петряня, Петрята, Петряха, Петряша, Петя, Пстёха, Петёша, Петюка, Петюня, Петюся, Петюха, Петюша, Петяй, Петяйка, Петяня, Петяха, Петяша. От любой из них могла пойти фамилия, но именно Петряй выглядит наиболее вероятным источником: суффикс -евск- в фамилии указывает на притяжательное значение («сын Петряя») либо на территориальную принадлежность.

Вторая, не менее правдоподобная версия — топонимическая. Фамилия могла образоваться от названия населённого пункта Петряево, в основе которого также лежит имя Пётр. Деревни с таким названием встречаются в Кировской и Ивановской областях, а в Башкортостане есть целое село Петряево. В таком случае Петриевский — это человек, вышедший из Петряева, или помещик, владевший этими землями. Модель образования через -ский характерна для дворянских и священнических фамилий, а также для фамилий выходцев из сёл и городов, что делает обе версии равноправными.

Суффикс -евск- (а не более привычный -ов или -ин) — важная улика. Такие фамилии чаще встречались в среде духовенства и формировались в XVII–XIX веках, когда семинаристам давали фамилии по названию родного села или по имени отца в облагороженной, книжной форме. Поэтому Петриевский мог появиться и в церковной среде, и в среде служилых людей, чьи предки носили прозвище Петряй.

Однокоренные фамилии — Петряев, Петряевский, Петряков, Петряшин — встречаются чаще, чем Петриевский, что говорит о более позднем или более книжном происхождении последней. В любом случае, значение фамилии сводится к одному: предок носителя носил имя Петр или жил в месте, названном в честь человека с этим именем.