Фамилия Петрое — редкий случай, когда на слух она почти неотличима от Петров, но пишется иначе. Ключ к её пониманию — не в корне (он очевидно восходит к имени Пётр), а в окончании. Если подавляющее большинство русских фамилий на -ов образовано по схеме «чей?» (Петров = сын Петра), то форма Петрое — это застывшее притяжательное прилагательное среднего рода. В древнерусском языке на вопрос «чьё?» отвечали: «Петрое дитя», «Петрое село». Фамилия закрепилась в такой грамматической форме, что встречается крайне редко и указывает на очень старую, возможно, допетровскую фиксацию прозвища или отчества.

Вероятнее всего, Петрое — это не искусственное образование, а случайно сохранившаяся архаичная форма. В говорах северных и сибирских регионов, где дольше держались старые падежные окончания, могли сказать не «Петров сын», а «Петрое чадо», и это прозвище перешло в фамилию без изменений. По той же модели возникли фамилии Дурное, Хитрое, но с личным именем такой вариант — большая редкость. Ономастический словарь Б. Унбегауна упоминает подобные формы как исключения, характерные для севернорусской традиции.

Вторая, менее вероятная версия — фамилия могла возникнуть от прозвища Петрое, данного человеку с какой-то характерной чертой, но документальных подтверждений этому нет. Скорее всего, перед нами именно грамматический артефакт: фамилия образована от того же имени, что и Петров, но по другой словообразовательной модели, которая почти исчезла к XVIII веку. Носителям фамилии Петрое стоит искать корни в северных областях России — Архангельской, Вологодской, возможно, в старых сибирских поселениях.

С социальной точки зрения, фамилия не указывает на дворянство или духовенство — такие архаичные формы чаще встречались у крестьян и посадских людей. В современной России фамилия Петрое встречается единично, что делает её своеобразным лингвистическим раритетом: она сохранила грамматическую форму, которую русский язык утратил несколько столетий назад.