Фамилия Петрожуновская — одна из тех, где географическая привязка почти наверняка перевешивает личное прозвище. Формант -ский в конце (в женском роде -ская) прямо указывает на происхождение от названия места: такую фамилию обычно получал либо помещик по имени своего имения, либо, что чаще в народной среде, человек, переселившийся из села или хутора с похожим названием. Мужской вариант — Петрожуновский.

В основе фамилии лежит сложная конструкция: Петро- + -жунов- . Первая часть, «Петро», почти без сомнений восходит к имени Пётр (от греческого «камень»). Вторая часть — «жунов» — самая интересная. Вероятнее всего, это искажённая или диалектная форма слова «жун» или «жуна». В южнорусских и украинских говорах «жуна» могла означать «молодая женщина» (от литовского junė — «молодая»), но более правдоподобная версия для фамилии — связь с глаголом «жунить» (журить, бранить, гнать) или прозвищем Жуна — так могли назвать ворчливого или суетливого человека.

Таким образом, исходное название поселения — Петрожуново или Петрожуновка — могло означать «деревня Петра Жуна». То есть сначала существовало прозвище Петро Жун (Пётр-ворчун или Пётр-молодец), а по его двору или хутору назвали всё селение. Фамилия закрепилась за теми, кто оттуда вышел.

Географически фамилия редкая, но её модель (основа на -ов + суффикс -ск-) типична для западнорусских, белорусских и украинских земель, где были распространены топонимы такого типа. Сословно носители Петрожуновской могли быть как мещанами или крестьянами, записанными по месту выхода, так и мелкопоместными дворянами, если село было их родовым гнездом. Точных данных о конкретных исторических личностях с этой фамилией в открытых источниках нет, что подтверждает её локальный и нераспространённый характер.