Фамилия Петруничкин — редкий пример того, как разговорная форма имени обрастает сразу двумя уменьшительно-ласкательными суффиксами, превращаясь в сложную словообразовательную цепочку. В основе лежит каноническое имя Пётр, которое в народной речи дало множество производных: Петруня, Петруха, Петруша. От формы Петруня образовали «Петруничка» — так в быту могли называть ребёнка или младшего члена семьи, добавляя суффикс -ичк-/-ечк- со значением ласки. А уже от этого прозвания возникла фамилия через стандартный патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «чей?» — Петруничкин, то есть сын или потомок Петрунички.

Такая модель (имя → деминутив на -ичка → фамилия на -ин) встречается нечасто. Большинство фамилий от Петра образованы проще: Петров, Петрухин, Петрушин. В случае с Петруничкиным мы видим двойное смягчение, которое могло закрепиться в говорах северных или центральных областей России, где любили многоступенчатые ласкательные формы. Словарь русских фамилий Б. Унбегауна не фиксирует этот вариант, что говорит о его локальном, а не общерусском бытовании.

Версия о происхождении от прозвища «Петруничка» (например, от названия травы петрушка или от слова «петрунить» в значении «дразнить, подшучивать») маловероятна. Ударение в фамилии падает на второй слог (Петру́ничкин), что прямо указывает на имя Петру́ня, а не на растение петру́шка. К тому же суффикс -ичк- в русских прозвищах почти не используется — он характерен именно для личных имён и семейно-бытовых обращений.

Сословная принадлежность предков-Петруничкиных, скорее всего, была крестьянской или мещанской. Фамилии на -ин с разговорной основой редко встречались у дворянства, которое предпочитало формы на -ов от полных имён или прозвищ. Носитель фамилии мог быть выходцем из среды, где детей называли не по святцам строго, а по-домашнему, ласково — что косвенно говорит о тёплом, неформальном укладе в семье.

Если искать однокоренные параллели, то фамилия Петруничкин стоит в одном ряду с Петруничевым и Петруниным, но отличается от них именно «лишним» суффиксом. Это редкий случай, когда этимологию можно проследить почти пошагово: Пётр → Петруня → Петруничка → Петруничкин. Такая прозрачность делает фамилию интересным объектом для любителей русской ономастики.