Фамилия Петрунева — женская форма мужской фамилии Петрунев, но в основе лежит не имя Петр напрямую, а его производная форма. В русской ономастике фамилии на -ев/-ов обычно образуются от полных или уменьшительных форм крестильных имен. Здесь исходным стало имя Петруня — это просторечный, обиходный вариант канонического имени Пётр. Такие формы (Петруня, Петруха, Петруша) были распространены в крестьянской и мещанской среде: имя Пётр было одним из самых частых, и народная речь дробила его на десятки ласкательных и уменьшительных вариантов.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Петрунев буквально значит «сын Петруни». То есть предок носителя фамилии (по мужской линии) носил имя Петруня. Само имя Петруня, в свою очередь, могло быть как самостоятельным уменьшительным от Пётр, так и результатом усечения более длинных форм вроде Петрунец или Петрунчик. В говорах встречалось и прозвище Петруня — так могли называть человека с петушиной внешностью или характером (от слова «петух»), но в данном случае церковное имя Пётр — гораздо более вероятный источник.

Интересно, что фамилия Петрунев (и Петрунева) относительно редкая, но географически привязана к северо-западным и центральным областям России: Псковская, Тверская, Новгородская, отчасти Московская области. В этих краях имя Пётр в народных формах с суффиксом -ун- (Петрун, Петруня) было особенно популярно. Для сравнения: в южных и восточных регионах чаще встречались фамилии от формы Петруха (Петрухин, Петрухов). Таким образом, Петрунева — это «северный» след крестильного имени, застывший в фамилии.

По социальному происхождению носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или посадским людям. В дворянской среде такие «уменьшительные» фамилии почти не встречались: там предпочитали полную форму Петров или фамилии на -ский. Так что Петруневы — потомки простых людей, которых в быту звали Петруней, и это имя перешло к детям как родовое прозвание.