Фамилия Петрунич — редкий для России пример, в котором славянская основа соединилась с суффиксальной моделью, типичной для южнославянских языков. Корень здесь очевиден: это производное от крестильного имени Пётр (греч. «камень, скала»). Но способ образования указывает не на русскую, а скорее на украинскую, белорусскую или, что вероятнее, сербскую или хорватскую среду.

Ключевая деталь — суффикс -ич. В русской фамильной системе этот патронимический суффикс встречается редко и почти исключительно в фамилиях, которые восходят к прозвищам или именам на мягкий согласный (например, Кузьмич, Ильич). Однако в сербской, хорватской и отчасти белорусской традиции -ич — один из главных способов образования фамилий (сравните: Петрович, Йованович, а также белорусские Мицкевич, Станкевич). Форма Петрунич образована не напрямую от Пётр, а от уменьшительной или разговорной формы Петрун (или Петруня). Такие усечённые имена с суффиксом -ун (Петрун, Григун, Михун) были распространены в народной речи: Петрун — это «маленький Пётр» или «Пётр, которого дома звали Петруней».

Исходное прозвище Петрун могло закрепиться за человеком как самостоятельное нецерковное имя, а затем его дети стали Петруничи — то есть «дети Петруна». Поскольку фамилия не получила в русском языке типичного окончания -ов или -ин, её носители, скорее всего, происходят из регионов, где была сильна западнорусская или южнославянская ономастика: из Беларуси, Украины (особенно Правобережья), а также из числа сербов или хорватов, переселившихся в Российскую империю в XVIII–XIX веках. В современной России фамилия встречается точечно, без выраженного гнезда в одном регионе, что подтверждает её «пришлый» характер.

Словообразовательная модель Петрунич интересна ещё и тем, что суффикс -ич здесь выполняет не столько отчество, сколько готовую фамилию — в сербской традиции такие формы застыли как родовые имена ещё в Средневековье. Таким образом, носитель фамилии Петрунич с высокой вероятностью потомок человека, которого в быту звали Петрун, а его род происходил с территорий, где фамилии на -ич были нормой, а не исключением. Среди однокоренных русских фамилий (Петров, Петрухин, Петрищев) Петрунич стоит особняком — он выдаёт миграцию или этнические корни, уходящие за пределы Великороссии.