Фамилия Петрусяка звучит необычно для русского уха, и это не случайно: её выдает суффикс -ак, который в восточнославянских фамилиях встречается реже, чем -ов или -ин, и почти всегда указывает на украинское или белорусское происхождение. В основе фамилии лежит имя Пётр, но не напрямую, а через уменьшительно-ласкательную форму Петрусь. Такие формы (Петрусь, Петруся) были распространены в западных и юго-западных регионах, где -сь часто заменяло русское -ша (Петруша). Суффикс -ак в украинской ономастике часто прикреплялся к именам для обозначения «сына» или «потомка» — Петрусяк, по сути, означает «маленький Петрусь» или «сын Петруся». Со временем мягкий знак в произношении мог утратиться, и фамилия закрепилась в форме Петрусяка.

Если разбирать словообразовательную цепочку, то выглядит она так: каноническое имя Пётр → разговорная форма Петрусь (с типичным украинским смягчением) → прибавление суффикса -ак (аналог русского -ич или -ов). Важно, что ударение в фамилии, скорее всего, падает на последний слог — Петрусяка́, что тоже характерно для украинских фамилий на -ак. В русской среде ударение могли сместить, но исходный вариант именно с ударным окончанием.

В отличие от фамилии Петров, которая указывает на прямого потомка Петра, Петрусяка — более камерная, «домашняя» форма. Носитель такой фамилии, вероятно, происходил из семьи, где предка звали не просто Петром, а ласково Петрусём. Это мог быть крестьянин или мещанин из Галиции, Волыни, Подолья или Беларуси. В XIX веке фамилии на -ак часто давали в западноукраинских землях, входивших в состав Австро-Венгрии, где шла активная фиксация фамилий по отчеству или прозвищу.

Стоит упомянуть и редкую альтернативную версию: в некоторых говорах «петрусяка» могло быть прозвищем человека, который любил петрушку — либо как огородник, либо как повар. Но эта гипотеза слабая, потому что прозвища от названий растений обычно образуются через суффикс -ник (петрушечник), а не -ак. Гораздо правдоподобнее, что перед нами типичная украинская «сыновья» фамилия, родственная таким, как Степаняк, Грицак, Иванюк.