Фамилия Петрунана — редкий случай, когда географический и языковой контекст важнее, чем разбор по стандартной русской модели. На первый взгляд, перед нами фамилия с суффиксом -ан-, который в русских фамилиях встречается, но обычно в форме Петрунин (от имени Пётр). Однако окончание -ана выбивается из привычного ряда: в русском языке фамилии на -ана почти всегда женские (Петрунина). Если же Петрунана — исходная, а не склонённая форма, то перед нами не русская, а, скорее всего, молдавская или румынская фамилия.

В румынском и молдавском ономастиконе суффикс -ан образует фамилии от имён и прозвищ, а окончание -а — типичное для женского рода (например, Петру — Петруца — Петруцан). Но Петрунана может быть и результатом адаптации: в документах XIX — начала XX века, когда молдавских крестьян записывали в метрики, русские писцы нередко искажали окончания, превращая Петрунан в Петрунана. Основа здесь — Пётр, но не напрямую, а через уменьшительную форму Петрун (ср. украинское Петрунь, белорусское Пятрун). Так могли прозвать сына или младшего в семье.

Вторая версия, менее вероятная, но не исключённая: фамилия могла возникнуть в среде русских старообрядцев, живших в Бессарабии или на Буковине. Там под влиянием местных языков появлялись гибридные формы. Но в этом случае мы бы скорее ожидали Петрунов или Петрункин. Поэтому основная гипотеза — молдавское происхождение, где Петрунана — это либо женская форма фамилии (жена или дочь Петрунана), либо ошибочная запись мужской фамилии Петрунан.

Географически фамилия привязана к Молдове, Приднестровью и Одесской области Украины. В России она встречается единично, чаще всего у потомков переселенцев конца XIX века. Носители такой фамилии, скорее всего, происходят из крестьянской среды: в Бессарабии фамилии на -ан были распространены среди земледельцев и ремесленников. Значение прозвища Петрун — «маленький Пётр», «Петрушка» — указывает на то, что первый носитель был младшим в роду или просто носил уменьшительное имя, которое закрепилось за его потомками.