Фамилия Петрогогольпушкин — редкий случай составной фамилии-гибрида, собранной из трёх знаковых русских литературных фамилий: Петров, Гоголь и Пушкин. Скорее всего, она не славянского бытового происхождения, а искусственного, книжного. Такие фамилии могли появиться в среде духовенства или в дворянской среде XIX века, когда было модно соединять фамилии знаменитых людей, чтобы подчеркнуть преемственность, учёность или ироничную самоиронию.

Основа фамилии — три антропонима, каждый из которых имеет свою этимологию. Петров — от имени Пётр (греч. «камень»), Гоголь — от прозвища по птице гоголь (нырок), а Пушкин — от прозвища «пушка» (артиллерийское орудие) или от имени Пушка. В фамилии Петрогогольпушкин все три основы склеены напрямую, без соединительных гласных, что характерно для поздних, литературных образований. Суффикс -ин в конце принадлежит только последней части (Пушкин), а первые два элемента даны в начальной форме.

Географически такая фамилия могла закрепиться в среде семинаристов или учителей словесности, где ценились громкие имена классиков. Встретить её в крестьянской среде маловероятно — там фамилии образовывались по отцу или ремеслу, а не по трём писателям сразу. Если носитель фамилии Петрогогольпушкин существовал исторически, он, вероятно, был человеком книжным, возможно, священником или преподавателем, который хотел через фамилию обозначить свою причастность к русской литературе.

Словообразовательная модель здесь уникальна: вместо привычного суффикса -ов/-ев или -ин, мы видим сложение готовых фамилий. Это сближает Петрогогольпушкина с такими редкими фамилиями, как Толстой-Лермонтов или Достоевский-Тургенев, которые тоже могли возникать в интеллигентной среде как дань уважения или как шутка. В отличие от них, в Петрогогольпушкине нет дефиса, что делает её ещё более необычной — три фамилии слиты в одно слово, как бы подчёркивая неразрывность наследия.

Написание фамилии устойчиво: все три части пишутся с большой буквы внутри слова, что редкость для русских фамилий. Это дополнительно указывает на её искусственное, а не народное происхождение. В бытовой речи такую фамилию могли сокращать до «Петрогоголь» или «Гогольпушкин», но официально она сохраняла полную форму.