Фамилия Петровцый — редкий пример, когда стандартное отчество «застыло» в необычной грамматической форме. В её основе лежит имя Пётр, одно из самых распространённых крестильных имён на Руси (от греческого «петрос» — камень). Однако суффикс не типичный -ов (Петров) или -ин (Петрин), а -цый, что сразу выбивает фамилию из ряда массовых.

Словообразовательная модель здесь — патроним (отчество) с суффиксом -ец, который в родительном падеже множественного числа даёт форму «Петровец» (чьих будешь? — Петровцев). В русском языке фамилии на -ец часто переходили в форму на -цов (Петровцов), но в украинской и белорусской традиции, а также в южнорусских говорах, встречается вариант с окончанием -цый. Это результат адаптации: исходное «Петровец» или «Петровцый» могло звучать как «Петровцый» под влиянием местного произношения, где окончание -ий заменило более привычное -ов. По сути, Петровцый — это «Петров сын», но оформленный по модели, близкой к западнорусским или украинским фамилиям на -цький, хотя без суффикса -ск-.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Российской империи: современная Беларусь, Украина, юго-запад России (Брянская, Смоленская области). Там фамилии на -ец и -цый встречаются чаще, чем в центральной России. Если предок носил прозвище Петровец (например, выходец из села Петрово или просто сын Петра), то его потомки могли записаться как Петровцые — через твёрдое окончание, характерное для украинской письменной традиции XIX века.

В сословном отношении носители фамилии скорее всего были крестьянами или мещанами. Дворянские роды с таким окончанием почти не фиксируются — слишком «простая» основа и редкая форма. Фамилия не получила широкого распространения из-за того, что имя Пётр давало более привычные варианты (Петров, Петренко, Петраков), а нестандартное окончание часто «исправляли» при переписях на Петровцев или Петровский.

Таким образом, Петровцый — это окаменевшее отчество, сохранившее черты местного говора или канцелярской записи. Человек с такой фамилией почти наверняка имеет корни в белорусско-украинском пограничье, где имя Пётр было так же популярно, как и везде, но форма его бытования оказалась уникальной.