Фамилия Петуненкова — женская форма, а её основа — мужская фамилия Петуненков. Эта фамилия не из самых распространённых, и её разбор требует внимания к деталям, которые сразу бросаются в глаза специалисту. Главная особенность здесь — суффикс -енк-, который в русских фамилиях встречается реже, чем привычные -ов или -ин, и указывает на украинское или белорусское происхождение основы.

В основе фамилии лежит прозвище или имя Петун. Скорее всего, это производная форма от крестильного имени Пётр, которая образовалась по распространённой модели: Пётр → Петуня (как уменьшительно-ласкательное) → Петун. Суффикс -енко в украинской традиции означает «сын» или «потомок»: Петуненко — «сын Петуна». Русское окончание -ов добавилось уже при адаптации фамилии на великорусской почве, превратив украинское Петуненко в Петуненков. Таким образом, Петуненкова — это «дочь/жена потомка Петуна», то есть человека, которого в быту звали уменьшительным именем от Петра.

Есть и другая, менее вероятная версия, которую, впрочем, стоит упомянуть. В южнорусских говорах слово «петун» могло означать задиристого, драчливого человека (от «петушиться»). Однако эта гипотеза слабее: суффикс -енк- всё равно отсылает к украинской модели, где прозвища реже образовывали фамилии с этим суффиксом, чем имена. Версия с именем Пётр выглядит правдоподобнее и проще.

Географически фамилия Петуненков (и её женская форма) тяготеет к южным областям России и востоку Украины. В дореволюционных списках она встречается в Курской, Воронежской губерниях, а также в Области Войска Донского. Это объяснимо: именно в этих регионах активно смешивались русская и украинская антропонимические традиции, давая такие «гибридные» формы, как Петуненков.

Сословный состав носителей этой фамилии был, скорее всего, крестьянским или казачьим. Фамилии на -енко в массе своей — поздние, оформившиеся к XVIII–XIX векам, и принадлежали людям, не имевшим дворянского статуса. Поэтому предки Петуненковых были либо вольными хлеборобами, либо казаками, либо государственными крестьянами. Никаких громких исторических личностей с этой фамилией не зафиксировано, что для такой редкой и локальной фамилии совершенно нормально.