Фамилия Петруина — это женская форма, а её мужской вариант — Петруин. В русской традиции такие фамилии на -ин чаще всего указывали на принадлежность к главе семьи: «чей сын?» — Петруин, то есть потомок Петруи. Основа здесь — имя или прозвище Петруя, которое, в свою очередь, является уменьшительной или обиходной формой от крестильного имени Пётр. Имя Пётр (от греческого «петрос» — камень) было одним из самых распространённых на Руси, поэтому его производных много: Петров, Петрушин, Петраков. Петруя — форма, характерная для северных и центральных говоров, где -уя в именах встречается чаще (как Ванюя, Мишуя). Таким образом, предок носительницы этой фамилии, скорее всего, был простым человеком, которого в быту называли Петруей.

Словообразовательная модель здесь классическая: суффикс -ин добавляется к основе, оканчивающейся на гласный или мягкий согласный. В отличие от фамилий на -ов (Петров), которые образуются от твёрдых основ, Петруин стоит в ряду таких фамилий, как Ильин, Никитин, Фомин. Интересно, что форма Петруя могла быть не только уменьшительной, но и прозвищной — так могли называть упрямого или крепкого человека, намекая на «каменный» характер, заложенный в имени Пётр. Однако основная версия остаётся патронимической: фамилия указывает на отца по имени Петруя.

Географически фамилия редкая. Встречается в основном в северных областях России (Архангельская, Вологодская) и в Поволжье, где сохранились архаичные формы имён. В документах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян с таким именем, но массового распространения фамилия не получила — это скорее локальный вариант, сохранившийся в нескольких родах. Сословно предки, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, так как дворянские фамилии чаще оформлялись с суффиксами -ский или -ово.

Стоит отметить, что написание «Петруина» без удвоенной «и» (не «Петруиина») указывает на то, что исходное имя Петруя произносилось с ударением на последний слог: Петруя́. Если бы ударение падало на первый слог (Пе́труя), форма могла бы быть Петруев. Эта фонетическая деталь — ещё одно подтверждение, что фамилия образовалась в живой речи, а не в канцелярии.